Резка промышленных проемов: www.rezkabetona.su 
Навигация
Популярное
Публикации «Сигма-Тест»  Классификация самолетов 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Реакции крыла


-


п 1-погонная нагрузка от сил тяжести конструкции



Рис. 9.3. Эпюры Q и М фюзеляжа

зависят от способа крепления рыла с фюзеляжем. Если крыло мяоголон-жеронное, то на этом участке будут реакции и всех промежуточных лонжеронов, а в случае контурного крепления моноблочного крыла - реакции его обшивки.

§ 4. КОНСТРУКТИВНО-СИЛОВЫЕ СХЕМЫ И ПЮЕКТИГОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ФЮЗЕЛЯЖЕЙ

По конструктивно-силовой сх.еме фюзеляжи можно разделить на ферменные, балочные и смешанные (ферменно-балочные).

ФЕРМЕННЫЕ ФЮЗЕЛЯЖИ

Ферменный фюзеляж (рис. 9.4) представляет собой пространственную ферму, состоящую из четырех йлоских форм (двух вертикальных и двух горизонтальных), связанных между собой поперечным набором.

Иногда фюзеляж состоит из трез плоских ферм.

Каждая.плоская ферма состоит из поясов, общих для двух смежных ферм, стоек и раскосов. Раскос может быть заменен крестом расчалок

м Поперечный набор состоит из диагональных пространственных стержней, которые также могут быть заменены крестом расчалок.

Такая пространственная ферма воспринимает все действующие на фюзеляж йагрузки. В стержнях фермы возникают дри этом осевые усилия растяжения или сжатия.

Для придания фюзеляжу-обтекаемой формы на фермы ставятся профилирующие шпангоуты, к которым крепятся стрингеры. Каркас фюзеляжа 140


Рис. 9.4. Фермеииый фюзеляж: 1 - пояс 2 - стойка; 3 - раскос; 4 - расчалки; 5 - прюфилирующий шпангоут; 6 - стрингер

закрывается обшивкой. Стрингеры и профилирующие штангоуты вьтолняются из элементов, имеющих малую площадь поперечного сечения, так как они воспринимают лишь местные аэродинамические нагрузки с обшивки и передают их на ферму, не принимая участия в работе фюзеляжа на изгиб и кручение. Обшивка ферменного фюзеляжа также не принимает участия в ашо-вой работе.

Широкое распространение получили сварные ферменные фюзеляжи, выполненные из труб. Такие фюзеляжи рациональны в весовом отношении, так как трубчатые стержни хорошо работают на продольный изгиб, а сварные узлы очень мало увеличивают массу конструкции. Крупным недостатком сварного фюзеляжа является неоВходамость термообработки фермы после сварки, а затем правки ее.

Ферменные фюзеляжи, у которых стержни в узлах соединяются при помощи болтов и заклепок, не нашли применения, так как они в весовом отношении уступают сварным фюзеляжам из труб.

Ферменные фюзеляжи целесообразно делать для нескорОстных легких самолетов, на которых может быть применена полотняная обшивка. В этом случае ферменный фюзеляж может иметь меньшую массу, чем балочный. Постановка ~же профилирующих штангоутов, стрингеров и металлической общивки, обеспечивающих получение хороших аэродинамических форм фюзеляжа и качественной поверхности, но не участвующих в его силовой. работе, привотщт к значительному утяжелению конструкции. Кроме того, наличие элементов поперечной жесткости (диагональных стержней или расчалок) затрудняет использование внутреннего объема фюзеляжа. Живучесть ферменньЬс фюзеляжей ниже балочных, так как иногда поломка даже одного, а тем более нескольких стержней фермы может привести к общему разрушению. По этим причинам ферменные фюзеляжи не применяются на современных скоростных самолетах.

БАЛОЧНЫЕ ФЮЗЕЛЯЖИ

Стремление придать фюзеляжу хорошие аэродинамические формы, получить высокое качество поверхности, создать при малой массе прочную и жесткую конструкцию, которая обладала бы высокой живучестью и позволяла бы полностью использовать внутренние объемы, привело к широкому распространению балочных фюзеляжей.

Конструкция балочного фюзеляжа (рис. 9.5) состоит из жесткой обшивки, продольного набора (лонжеронов и стрингеров) и поперечного набора - штангоутов.

Лонжеронами называются мощные элементы продольного набора, воспринимающие практически весь изгибающий момент фюзеляжа.

Стрингеры служат для подкрепления обишвки и воспринимают совместно с ней изгибающий момент.

Й/иангогьг обеспечивают сохранение заданной формы поперечных сечений фюзеляжа, подкрепляя обшивку и стрингерный набор, и воспринимают местную аэродинамическую нагрузку и нагрузки от прикрепленных к ним агрегатов.




Рис. 9.5. Балочный фюзеляж: 1 - лонжерон; 2 - стрингер; 3 - шпангоут; 4 - обшивка

Обшивка фюзеляжа образует его поверхность, передает аэродинамическую нагрузку на каркас и участвует в работе фюзеляжа на изгиб и кручение.

Все балочные фюзеляжи в зависимости от степени участия в силовой работе отдельных элементов можно подразделить на лонжеронные и стри№ герные (фюзеляжи типа полумонокок) и бесстрингерные (фюзеляжи типа монокок).

Задачей проектировочного расчета фюзеляжа является приближенное определение нагрузок, действующих в его силовых элементах, и подбор их сечений.

ЛОНЖЕРОННЫЙ ФЮЗЕЛЯЖ

Продольный набор лонжеронного фюзеляжа (рис. 9.6) состоит из четырех мощных лонжеронов и относительно небольшого числа стрингеров, имеющих очень малую площадь поперечного сечения. К поперечному набору относятся штангоуты. Каркас покрывается сравнительно тонкой жесткой обшивкой.



Рис. 9.6. Лонжеронный фюзеляж (поперечное сечение)

Рис. 9.7. Расчетная схема сечения лонжеронного фюзеляжа

Основными силовыми элементами такого фюзеляжа являются четыре мощных лонжерона, которые практически воспринимают весь изгибающий момент. Слабый набор стрингеров служит главным образом для подкрепления обшивки. Относительно тонкая обшивка воспринимает крутящий момент и перерезывающую силу

при проектировочном расчете лонжеронного фюзеляжа делается допущение, что изгибающий момент воспринимается только лонжеронами. Тогда осевая сила в лонжероне может быть найдена по формуле

1 М=

где М и М- - изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскости в сечении в рассматриваемом расчетом случае; h и b - расстояние между лонжеронами по высоте и ширине (рис. 9.7).

Затем по величине осевой силы определяется площадь поперечного сечения Лонжерона

S /a.

-Для сжатого лонжерона а - О, а для растянутого -а = 0.

Обшивка лонжеронного фюзеляжа воспринимает перерезывающую силу и крутя-1ЦИЙ момент. От крутящего момента в обшивке будет действовать погонная касательная сила . ,

Чкп-

кр 2W , .

где М - крутящий момент в рассматриваемом сечении; W - площадь, ограниченная наружЖш контуром сечения фюзеляжа.

В проектировочном расчете обычно х;читают, что вертикалыия составляющая перерезывающей силы воспринимается боковыми панелями обшивки, а горизонтальная-составляющая - верхнй! и нижней панелями обшивки. Следователы о, от перерезывающей силы в панелях обшивки будут действовать следующие погонные касательные силы:

в боковых панелях

Чд =Рв/2Ь, -

в верхней и нижней панелях

ЧОр = Ог/2Ь, . ,

где Qg и Qj, вертикальная и горизонтальная перерезывающие силы в рассматриваемом сечении;

Общая погонная касательная сила в каждой панели определяется алгебраическим суммированием q от перерезывающей силы и от кручения:

li = Чр±Чкр-

После подсчета шающее касательное пш11лжспис в иишивлч. разр графикам, приводимьиС! в справочной литературе*

qj находится толщина обшивки каждой панели б, - 4i/ азр- f РУ ое напряжение в обшивке T-j- определяется по (}Ърйулам и

Стрингерный фюзеляж

Продольный набор такого фюзеляжа (рис. 9.8) состоит из большого числа стрингеров, поперечный - из серии шпангоутов. Каркас покрывается жесткой обшивкой.

Мощньш стрингерной набор совместно с обшивкой воспринимает изгибающий момент фюзеляжа. Доля изгибающего момента, воспринимаемая обшивкой, зависит от толщины обшивки и от частоты стрингерного набора. Чем толще обшивка .и чем меньше расстояние между стрингерами, тем большее участие в работе на изгиб принимает обшивка. Крутящий момент и перерезьшающая сила воспринимаются обшивкой. Таким образом, в об-





Рис. 9.8. Стрингерный фюзеляж Рис, 9.9. Размер панелей стрингерного фюзеляжа (поперечное сечение) воспринимающих изгибающий момент:

а - изгиб в вертикальной плоскости; б - изгиб в горизонтальной плоскости

шивке стрингерного фюзеляжа возникают не только касательные, но и нормальные напряжения. Шпангоуты в стрингерном фюзеляже устанавливаются чаще, чем в лонжеронном. Частая установка щпангоутов улучщт работу стрингеров и обшивки при сжатии.

При..изгибе стрингерного фюзеляжа сильно нагружаются осевыми силами стрингеры и обшивка, наиболее удаленные от нейтральной оси, и очень мало нагружаются стрингеры и обшивка вблизи этой оси.

В проектировочном расчете обычно принимают, что от изгибающего момента нагружаются только крайние панели подкрепленной стрингерами обшивки. Размер их определяется 1/4 гамритаого размера рассматриваемого сечения фюзеляжа (на рис. 9.9 эти панели обведены штриховыми линиями). При этом расстояние между точками приложения результирующих внутренних шл панелей берется равным 2/3 габаритного размера сечения.

Тогда осевая сила в верхней и нижней панелях

а в боковой панели Мг

где Н и В - высота и ширина рассматриваемого сечения. Эта сила должна быть воспринята обшивкой и стрингерами панели. Площадь поперечного сечения панели

F = S/a,

где для растянутой панели а = а, а для сжатой а = ар. Площь растянутой панели

Рраст = стр+0,951..

L- - площадь поперечного сечения всех стрингеров панели; б - толщина об-и; - длина дуги, панели; 0,9 - коэф фициент, учитывающий ослабление об-

где Efj, шивки;

, шивки заклепочными швами.

Отсюда, задавшись толщиной обшивки, можно найти площадь сечения стрингеров, а затем их типы и количество или, выбрав типь1 стрингеров и их количество, определить потребную толщину обшивки. - .

Площадь сжатой панели

-Рсж = 2Гстр+30бп.

где п - количество стрингеров; ЗОб - присоединенная ширина обшивки.

При этом следует учитывать, что присоединенная ширина обишвки не может быть больше расстояния между стрингерами по дуге лЬ. Если же 30о>й1, то нужно брать просто длину дуги между стрингерами. Здесь при выборе типа стрингеров необходимо, чтобы критическое напряжение стрингера при заданном расстоянии между шпангоутами было не меньше взятого при определений площади поперечного сечения панели. Если оно получается меньше, то расчет надо повторить сначала, снизив соответственно а при определении F.

В стрингерном фюзеляже так же, кан и в лонжеронном, принято считать, что вертикальная составляющая перерезывающей силы воспринимается боковыми панелями обшивки, а горизонтальная составляющая - верхней и нижней панелями, при этом размер панели берется 2/3 соответствующего габаритного размера. Тогда погонная касательная сила в боковой панели будет

в верхней и нижней панелях ,

4Qp=3Qr/4B. -

От крутящегося момента в обшивке будет действовать погонная касательная сила

Общая погонная касательная сила в панели от перерезывающей силы и крутящего момента

Ч1 = Чд±Чкр а касатальное напряжение П=Ч;/б;.

Необходимо, чтобы

[разр

где Гразр - разрушающее касателы ое напряжение в обшивке, определяемое по формулам играфикам, приводимым в справочной литературе.

Бесстрингерный фюзеляж

Бесстрингерный фюзеляж (рис. 9.10) представляет собой конструкцию, состоящую из сравнительно толстой обшивки или слоистой обшивки с заполнителем, подкрепленной только шпангоутами. В таком фюзеляже все нагрузки воспринимает обшивка, и в ней при этом возникают и нормальные, и касательные напряжения. В местах выреза обшивки и в местах приложения сосредоточенных нагрузок в таких фюзеляжах устанавливаются стрингеры и другие усиливающие элементы.

Проектировочный расчет бесстрингерного фюзеляжа аналогичен расчету стрингерного фюзеляжа. Здесь также считается, что от изгибающего момента нагружаются только крайние панели обшивки размером в 1/4 габаритной величины сечения фюзеляжа между точками приложения результирующих внутренних сил панелей, равным 2/3 высоты или щирины этого сечения. Следовательно, осевая сила в верхней й нижней панелях

а в боковой панели



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 [ 24 ] 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40



© 2010 www.sigma-test.ru Санкт-Петербург: +7 (812) 265-34-48, +7 (812) 567-94-10
Разработка и поддержка сайта: +7(495)795-01-39 после гудка 148651, sigma-test.ru(my_love_dog)r01-service.ru
Копирование текстовой и графической информации разрешено при наличии ссылки.