1. Repülőgép prototípus kiválasztása

A MiG-3 repülőgépet választották prototípusnak.

1. ábra Általános nézet Mig-3 repülőgép

1.1 A MiG-3 szárny KSS leírása

A szárny három részből állt: egy teljesen fém középső részből és két fa konzolból.

A szárny Clark YH profilú, vastagsága 14-8%. A szárnysebesség +1 fok, a keresztirányú V pedig 5° a MiG-1-en és 6° a MiG-3-on. A szárny oldalaránya 5,97.

A teljesen fémből (duralumínium) készült középső rész egy fő szárból, két segédlécből és tíz bordából állt. A fő szár 2 mm vastag duralumínium falakkal rendelkezik, erősítő profilokkal és 30KhGSA acélból készült karimákkal. Keresztmetszetében a gerenda I-gerenda volt. A segédlécek hasonló kialakításúak voltak. A középső rész felső részének bőrét öt szál erősítette meg. Az egész szerkezet szegecsekkel volt összekötve. Az elülső és a fő oldalelemek között kerékfülek voltak. Megerősítették a bordákat a kerékív területén. A fő és a hátsó szárny között volt két rekesz üzemanyagtartályok, egyenként 150 literes (az I-200 prototípuson a tartályok 75 literesek voltak). A tartályok AMN ötvözetből készülnek, és az első sorozat kivételével önzáró falakkal rendelkeztek. A tartályok alatti középső rész burkolata eltávolítható volt, és szegecses profilokkal erősítették meg. A panelt hat milliméteres csavarokkal rögzítették. A középső rész és a törzsváz közötti kapcsolat leszerelhető volt, ami megkönnyítette a jármű javítását.

A szárnykonzolok fából készültek. Kialakításuk egy fő szárból, két segédlécből és 15 bordából állt. A fő gerenda doboz alakú volt, a középső rész hét rétegű, a végei pedig öt réteg 4 mm vastag fenyőréteggel. A 14-15 mm széles polcok deltafából készültek. A szár szélessége a középső résznél 115 mm, a végén - 75 mm.

A doboz alakú segédlécek falai 2,5-4 mm vastagságú nyír rétegelt lemezből készültek. Kazein ragasztóval, csavarokkal és szögekkel kötötték össze a keretet a szárnyhéjjal. A szárny bevezető élét részben vastag rétegelt lemez borította, az első és a hatodik borda között duralumínium lemezből készült burkolat volt, amelyet csavarokkal rögzítettek a belső kerethez. Kívülről az egész szárnyat napellenző borította, és színtelen lakk borította. A későbbi sorozatú repülőgépek élére fémléceket erősítettek.

A fakonzolok alsó részén fegyverakasztó rögzítési pontok, szerviznyílások és számos vízelvezető található.

A konzolok három ponton csatlakoztak a középső részhez, mindegyik száron egy-egy. A csatlakozást alumíniumlemez szalaggal zárták le.

A Schrenk típusú szárnyak négy részből álltak: kettő a középső rész alatt és kettő a konzolok alatt. A teljesen fémből készült szárnyakon keresztirányú megerősítések voltak a bordákkal és egy húrral való találkozásnál. Minden szárnyelem szegecsekkel volt összekötve. A szárnyak csuklósan a hátsó szárnyhoz voltak rögzítve. A szárnyakat pneumatikus hajtás hajtotta, két fix helyzetet biztosítva: 18 fokos és 50 fokos szöget. A szárny területe 2,09 m² volt.

Fries típusú csűrők aerodinamikai kompenzációval. Fém keret szövet borítással (ACT-100 szövet). Mindegyik csűrő két részből állt egy közös tengelyen, amelyek három ponton voltak rögzítve. Ez az elválasztás megkönnyítette a csűrők működését abban az esetben, ha a túlzott túlterhelés miatt a szárny deformálódni kezdett. A bal csűrőn egy acél kiegyensúlyozó volt. A csűrők 23 fokkal felfelé, 18 fokkal lefelé tértek el. Teljes terület A csűrő 1145 m² volt.

repülőgép szárny áramkör

2. A repülőgép geometriai és tömegjellemzőinek meghatározása

Mivel a szárnyterhelések kiszámítása a NAGRUZ.exe programmal történik, szükségünk lesz néhány adatra a repülőgép geometriájával és tömegével kapcsolatban.

 Hosszúság: 8,25 m

 Szárnyfesztávolság: 10,2 m

 Magasság: 3,325 m

 Szárny területe: 17,44 m²

 Szárnyprofil: Clark YH

 Szárny oldalaránya: 5,97

 Üres tömeg: 2699 kg

 Normál felszálló tömeg: 3355 kg

· géppuskákkal a szárny alatt: 3510 kg

 Üzemanyag tömeg a belső tartályokban: 463 kg

 Üzemanyagtartály térfogata: 640 l

 Power point: 1 × folyadékhűtéses AM-35A

 Motorteljesítmény: 1 × 1350 l. Vel. (1 × 993 kW (felszállás))

 Propeller: háromlapátos VISH-22E

 Csavar átmérője: 3 m

Gyökérhúr [2,380 m]

Akkord vége

Szárnyfesztávolság

Biztonsági tényező

Felszálló tömeg

Üzemi túlterhelés

Söprési szög a szárnynegyed húrvonal mentén

A profil relatív vastagsága a gyökérszelvényben

A profil relatív vastagsága a végszakasznál

Szárny súlya

Az üzemanyagtartályok száma a szárnyban

Üzemanyag fajsúly

Az akkordtankok kezdeteinek relatív koordinátái

A tartályok véghúrjainak relatív koordinátái

A tankok kezdeti akkordjai

Tankok végakkordjai

Távolság a feltételes tengelytől a középvonalig. üzemanyag a szárny gyökér- és végszakaszában [1,13 m; 0,898 m]

Egységek száma

Az egységek relatív koordinátái

Távolság a feltételes tengelytől a súlypontig. egységek

Távolság a feltételes tengelytől a középvonalig. a szárny gyökerénél és végén [0,714 m; 0,731 m]

Távolság a feltételes tengelytől a középvonalig. a szárny gyökerén és végén

Távolság a feltételes tengelytől a középvonalig. a szárny gyökerén és végén

Egységsúly

Relatív szárnykeringés 11 értékek:

A szárny tömege a repülőgép száraz tömegének körülbelül 15%-a, azaz 0,404 tonna.

Üzemi túlterhelés és biztonsági tényező hozzárendelése

A szükséges manőverezőképesség mértékétől függően minden repülőgép három osztályba sorolható:

B osztály - korlátozottan manőverezhető repülőgépek, amelyek főleg vízszintes síkban manővereznek ( ).

B osztály - nem manőverezhető repülőgépek, amelyek nem hajtanak végre éles manővereket ( ).

A vadászgépek az A osztályba tartoznak, ezért a működési túlterhelést választjuk

A maximális üzemi túlterhelést egy repülőgép manőverezése során eltávolított fel- és leszállási gépesítéssel a következő képlet határozza meg:

Az f biztonsági tényező 1,5 és 2,0 között van hozzárendelve a terhelés időtartamától és működés közbeni megismételhetőségétől függően. 1,5-tel egyenlőnek vesszük.

4. A szárnyra ható terhelések meghatározása

A szárnyszerkezetet a pusztító terhelések alapján számítják ki

G a repülőgép felszálló tömege.

Biztonsági tényező.

1 Az aerodinamikai terhelések meghatározása

Az aerodinamikai terhelés a relatív keringés változásának megfelelően oszlik meg a szárnyfesztávolság mentén (az együttható számításánál a törzs és a motorgondolatok hatása figyelmen kívül hagyható). Az értékeket a (4.1.1) táblázatból kell venni a jellemzőktől függően (nyúlás, kúpos, középső szakasz hossza stb.).

4.1. táblázat Forgalom

Keringés eloszlása ​​a szakaszokon trapéz alakú szárnyak esetén

Sepert szárnyakra

A q aer megoszlási terhelések 12 szakaszra számolt diagramja alapján szekvenciálisan megszerkesztjük a Q aer diagramokat. és M aer. . Ismert differenciális függőségek felhasználásával azt találjuk

hol van az aerodinamikai terhelés miatti nyíróerő a szárnyszakaszban;

hol van az aerodinamikai terhelés pillanata a szárnyrészben.

Az integrálást numerikusan, trapéz módszerrel végezzük (3. ábra). A számítási eredmények alapján a hajlítónyomatékok és a nyíróerők diagramjai készülnek.

2 Tömeg- és tehetetlenségi erők meghatározása

4.2.1 Az elosztott erők meghatározása a szárnyszerkezet saját tömegéből

A tömegerők eloszlása ​​a szárnyfesztávolság mentén kis hibával arányosnak tekinthető az aerodinamikai terheléssel

vagy arányos az akkordokkal

ahol b egy akkord.

A lineáris tömegterhelést a szakaszok súlypontjainak vonala mentén fejtik ki, amelyek általában a lábujjtól a húr 40-50%-ánál helyezkednek el. Az aerodinamikai erőkkel analóg módon a Qcr meghatározása. és M kr. . A számítási eredmények alapján diagramokat készítenek.

2.2 Az elosztott tömegerők meghatározása az üzemanyagtartályok tömegéből

Elosztott lineáris tömegterhelés az üzemanyagtartályokból

ahol γ - fajsúlyüzemanyag;

B a tartály falait jelentő lécek közötti távolság.

Relatív profilvastagság metszetben:

2.3 Diagramok felépítése koncentrált erőkből

A szárnyban elhelyezett és a szárnyhoz rögzített egységek és terhelések koncentrált tehetetlenségi erői a súlypontjukon fejtik ki, és az aerodinamikai erőkkel párhuzamosan irányulnak. Tervezett koncentrált terhelés

Az eredményeket diagramok formájában mutatjuk be Q comp. és M komp. . A Q Σ és M xΣ összesített diagramja a szárnyra ható összes erőből, előjeleik figyelembevételével készül:

4.3 Hagyományos tengelyhez képest ható nyomatékok számítása

3.1. Meghatározás aerodinamikai erők alapján

Az aerodinamikai erők nyomásközpontok vonala mentén hatnak, amelyek helyzetét ismertnek tekintjük. A szárny tervrajzát követően feljegyezzük a ΔQ aer i pozíciót a nyomásközéppontok vonalán, és a rajz alapján meghatározzuk a h aer i-t (3. ábra).

és készíts egy diagramot.

3.2 Meghatározás az elosztott szárnytömeg erőkből (és )

A szárnyfesztávolság mentén eloszló tömegerők szerkezetének súlypontjai mentén hatnak (lásd 3. ábra).

ahol a két szomszédos szakasz közötti szárnyrész súlyából számított koncentrált erő;

Váll az erő alkalmazási pontjától a tengely felé.

Az értékek kiszámítása ugyanúgy történik. A számítások, diagramok és diagramok alapján készülnek.

3.3 Meghatározás koncentrált erőkből

ahol az egyes egységek vagy rakományok becsült tömege;

Az egyes egységek vagy rakományok súlypontja és a tengely közötti távolság.

A számítás után meghatározzák a szárnyra ható összes erő össznyomatékát, és diagramot készítenek.

4.4 Tervezési értékek meghatározása és adott szárnyszakaszra

Meghatározása és a következők:

keresse meg a merevségi középpont hozzávetőleges helyzetét (4. ábra)

hol van az i-edik szár magassága;

Távolság a kiválasztott A pólustól az i-edik pólus faláig;

m a lécek száma.

számítsa ki a Z tengely körüli nyomatékot, amely átmegy a merevségi középpont hozzávetőleges helyzetén és párhuzamos a Z tengellyel hagyományosan.

lesöpört szárny esetén korrekciót végezzen a söprés értékére (5. ábra) a képletekkel:

5. A szárny szerkezeti-erő diagramjának kiválasztása, a tervezési szakasz paramétereinek kiválasztása

1 Szárnyszerkezeti és teljesítményséma kiválasztása

A számításhoz egy caisson szerkezet kétszárnyú szárnyát használjuk.

2 Profil kiválasztása a szárny tervezési szakaszához

A tervezési szakasz profiljának relatív vastagságát a (4) képlet határozza meg. a vizsgált repülőgép típusának vastagságában megfelelő profilt választjuk ki, és összeállítjuk a 3. táblázatot. A kiválasztott profilt méretarányban (1:10, 1:25) rajzoljuk meg milliméterpapírra. Ha a kívánt vastagságú profil nem szerepel a referenciakönyvben, akkor kiveheti a referenciakönyvből a vastagságban legközelebb eső profilt, és újraszámolhatja az összes adatot a következő képlettel:

ahol y az ordináta számított értéke;

táblázatos ordinátaérték;

A szárnyprofil relatív vastagságának táblázati értéke.

Lesöpört szárny esetén a söprés korrekcióját a képletekkel kell elvégezni

5.1 táblázat Profil koordináták normál és sweep korrekciót figyelembe véve Adatok újraszámításának eredménye:

	UV táblázat, %	Táblázat nélküli, %

5.3 Szakaszparaméterek kiválasztása

3.1 A szárnylapra ható normál erők meghatározása

A ráerősített héjú karimák és hevederek elnyelik a hajlítási nyomatékot. A paneleket terhelő erők a következő kifejezésből határozhatók meg:

F a szárny keresztmetszete, amelyet a külső szárnyak határolnak;

B a külső oldalelemek közötti távolság (7. ábra).

Nyújtott panelnél vegye az N erőt pluszjellel, összenyomott panelnél - mínusz előjellel.

A statisztikai adatok alapján a számításnál figyelembe kell venni az oldalsó karimák által érzékelt erőket - , ,.

Az a, b, g együtthatók értékeit a 4. táblázat tartalmazza, és a szárny típusától függenek.

5.2. táblázat

A számításhoz caisson szárnyat használunk.

3.2 A burkolat vastagságának meghatározása

A húzózóna d burkolatvastagságát a 4. szilárdságelmélet szerint határozzuk meg

hol van a burkolat anyagának szakítószilárdsága;

g - együttható, amelynek értéke az 5.2. táblázatban található

Az összenyomott zóna esetében a bőr vastagságát egyenlőnek kell venni .

3.3 A húrok és bordák magasságának meghatározása

A húrok és a bordák magasságát úgy választják meg, hogy a szárnyfelület ne legyen elfogadhatatlan hullámosság.

A héj elhajlásának kiszámításához a húrok és bordák által szabadon megtámasztottnak tekintjük (10. ábra). Legmagasabb érték az elhajlás a kérdéses lemez közepén történik:

A bőr hengeres merevsége.

A d együtthatók értékeit attól függően vesszük fel. Ez az arány jellemzően 3. d=0,01223.

A húrok és a bordák közötti távolságot úgy kell megválasztani

Húrok száma egy tömörített panelen

ahol az összenyomott panelhéj ívhossza.

A feszített panelben lévő húrok számát 20%-kal kell csökkenteni. Mint fentebb említettük, a bordák közötti távolság .

De, hogy ne terheljük túl a szerkezetet, a bordatávolságot 450 mm-re vesszük.

3.4 A húrok keresztmetszeti területének meghatározása

A húr keresztmetszete a tömörített zónában első közelítésként

ahol a húrok kritikus feszültsége az összenyomott zónában (első közelítéssel).

A húrok keresztmetszete a feszített zónában

hol van a húranyag szakítószilárdsága.

A standard hengerelt gömbprofilok elérhető listájából a terület szempontjából a legközelebbi megfelelő profil 3,533 cm 2 keresztmetszetű.

3.5 Az oldalelemek keresztmetszeti területének meghatározása

Az oldalelemek karimáinak területe az összenyomott zónában

F HP =17,82 cm2

ahol σ cr.l-na a kritikus feszültség a szárkarima stabilitásvesztése során. σ kr. l-na 0,8 σ B

Két szárnyszárny mindegyik karimájának területe a körülményekből adódik

F l.szh.2 =12,57 cm 2 F l.szh.2 = 5,25 cm 2

Sparok területe a feszültségi zónában

F l.rast. =15,01 cm2

F l.d.1 = 10,58 cm 2 F l.d.2 = 4,42 cm 2

3.6 Az oldalelemek falvastagságának meghatározása

Feltételezzük, hogy a teljes nyíróerőt az oldalelemek falai érzékelik

hol van az i-edik szár fala által érzékelt erő.

ahol az a kritikus feszültség, amely a szárnynyíró fal stabilitásának elvesztését okozza a nyírás miatt (9. ábra). A számításokhoz a fal mind a négy oldalát egyszerűen alátámasztottnak kell feltételezni:

Ahol

6. A szárnyszakasz számítása hajlításhoz

A hajlításhoz szükséges szárnyszakasz kiszámításához a szárny tervezési szakaszának profilját kell megrajzolni, amelyre számozott húrokat és léceket helyeznek el (10. ábra). A húrokat a profil orránál és farkánál nagyobb osztással kell elhelyezni, mint a gerendák között. A hajlításhoz szükséges szárnyszakasz kiszámítása a redukciós együtthatók és az egymást követő közelítések módszerével történik.

1 Az első közelítés kiszámításának eljárása

Első közelítésként meghatározzuk a hosszirányú bordák (húrok, oldalelemek) csökkentett keresztmetszeti területeit a hozzáerősített bőrrel.

hol van az i-edik borda tényleges keresztmetszete; - kapcsolódó bőrfelület ( - feszített panelhez, - tömörített panelhez); - az első közelítés redukciós együtthatója.

Ha a gerendák és a hevederek karimáinak anyaga eltérő, akkor egy anyagra kell redukálni a rugalmassági modulus szerinti redukciós együtthatóval

ahol az i-edik elem anyagának modulusa; - annak az anyagnak a modulja, amelyre a szerkezetet redukálják (általában ez a leginkább terhelt szalag szalagjának anyaga). Majd

Az oldalelemek és a hevederek eltérő anyaga esetén helyette a (6.1) képletbe kerül.

Meghatározzuk a szelvény hosszelemei metszeteinek koordinátáit és súlypontjait tetszőlegesen kiválasztott x és y tengelyekhez viszonyítva, és kiszámítjuk a és elemek statikus nyomatékait.

Meghatározzuk az első közelítő szakasz súlypontjának koordinátáit a képletekkel:

A megtalált súlyponton keresztül megrajzoljuk a tengelyeket és (kényelmes a szakasz húrjával párhuzamos tengelyt választani), és meghatározzuk a metszet összes elemének súlypontjának koordinátáit az új tengelyekhez viszonyítva

A kihajlás helyi formájának kiszámításához tekintsük a húr szabad karimájának kihajlását három oldalról csuklósan alátámasztott lemeznek (12. ábra). ábrán. A 12. ábrán látható: a - bordaemelkedés; b 1 - a húr szabad karimájának magassága (11. ábra). A szóban forgó lemez esetében a (6.8) aszimptotikus képlet segítségével számítjuk ki, amelyben

ahol k σ a lemez terhelési és alátámasztási körülményeitől függő együttható,

d c a húr szabad karimájának vastagsága.

A vizsgált esethez

A redukció eredményeként kapott tényleges feszültségekkel való összehasonlításhoz egy kisebb feszültséget választunk, amelyet az általános és helyi kihajlás számításaiból kapunk.

A redukció során figyelni kell a következőkre: ha a szárny összenyomott karimájában a feszültségek bármelyik közelítésben nagyobbak vagy egyenlők a roncsolókkal, akkor a szárnyszerkezet nem képes hogy elviselje a tervezési terhelést, és meg kell erősíteni.

Hivatkozások

1. G.I. Zhitomirsky „Repülőgép tervezés”. Moszkva gépészet 2005

F16 Alapadatok

1. táblázat

1. Meghatározás nyíróerőés hajlítónyomaték a szárny tervezési szakaszában

1.1 A szárnyemelés meghatározása

A szárnyemelés nagyságát a következő képlet határozza meg:

hol van a repülőgép repülési súlya;

Üzemi túlterhelés;

Biztonsági tényező;

1.2 A szárny légterhelésének diagramja

A szárnyat 10 egyezményes szakaszra osztjuk, és a rajzon lemérjük (lásd melléklet) a kapott bi akkordok hosszát, majd behelyettesítjük (3), (4), (5) képletekkel. Maguk a számítások a Microsoft Excel szoftveralkalmazásban történtek (2. táblázat).

Első közelítésként feltételezzük, hogy a szárny légterhelésének eloszlása ​​arányos a húrokkal, és a következő képlettel számítjuk ki:

ahol a szárny lineáris légterhelésének nagysága;

A szakasz akkord nagysága;

1.3 A szárny tömegéből adódó terhelés diagramja

A szárnyra a saját súlyából származó lineáris terhelés nagyságát a következő képlet határozza meg:

hol van a szárny súlya.

1.4 A terhelés és az üzemanyag tömeg diagramja

A szárnyra ható lineáris terhelés nagyságát az üzemanyag tömegéből a következő képlet határozza meg:

hol van az üzemanyag tömege.

1.5 A szárny lineáris terhelésének összefoglaló diagramja

A lineáris terhelés teljes diagramját úgy kapjuk meg, hogy összeadjuk a szárnyra ható lineáris terhelés diagramjait a levegőterhelésből, a terhelések a szárny tömegéből és az üzemanyag tömegéből.

1.6 A nyíróerők diagramja

A keresztirányú erők diagramját a szárny teljes lineáris terhelésének diagramjának grafikus integrálásával kaptuk meg, majd hozzáadtuk a szárnyon elhelyezett egységek helyi terheléseit - in ebben az esetben a szárnyon nincsenek egységek.

1.7 Hajlítási nyomatékok diagramja

A hajlítónyomatékok diagramját a keresztirányú erők diagramjának grafikus integrálásával kaptuk.

1.2. táblázat

1.8 A nyíróerő és a hajlítónyomaték értékei a szárny tervezési szakaszában

A keresztirányú erő és a hajlítónyomaték értékeit a szárny tervezési szakaszában - a zónában - a keresztirányú erő és a hajlítónyomaték kapott diagramjaiból vettük, és a következők:

2. A szárny tervezési számítása a zónában

2.1 Kiindulási adatok

emelő szárnyszakasz bőr

Akkordhossz egy adott szakaszban: .

Az erők nagysága egy adott szakaszon: ; .

Az oldalelemek által érzékelt hajlítónyomaték aránya: w = 50%.

Erőelemek anyaga: D16T, .

Az oldalelemek helyzete: 1.; 2.

Oldalelemek, húrok és héjak redukciós együtthatói:

feszültségben végzett munka esetén: ; ; ;

kompressziós munka esetén: ; ; .

Húrok száma: , lépés h=0,098m.

2.2 A fő szakasz méreteinek kiszámítása

2.3 A szárny keszon részének cseréje két akkordból és két falból álló téglalap alakú szakaszra

2.4 A hatás felváltása egy erőpár hatásával és

2.5 Az alsó öv erőelemeinek méreteinek kiválasztása

2.5.1 Az oldalelemek alsó húrjai méreteinek meghatározása

2.5.2 Az oldalelemek alsó húrjainak alakja és méretei

2.5.3 Húrok kiválasztása

Megfelelő profil 410018, .

2.5.4 A burkolat vastagságának meghatározása

0,8 mm vastagságú burkolat alkalmas.

2.6 A felső húr erőelemeinek méretezése

2.6.1 Az oldalelemek felső húrjai méreteinek meghatározása

2.6.2 Az oldalelemek felső húrjainak alakja és méretei

2.6.3 A húrok kiválasztása

Megfelelő profil 710022, .

2.6.4 A burkolat vastagságának meghatározása

1 mm vastagságú burkolat alkalmas.

2.7 Az oldalelemek falvastagsága

3. A szárnyas szemüveg összekötő csavarjainak méreteinek kiszámítása a középső résszel

3.1 Az oldalelemek csavarjainak kiszámítása

Hosszanti erő az üvegek és a középső rész közötti kapcsolat keresztmetszetében:

Mivel a gerendák (felső) a felső húrra érkező terhelés felét veszik fel, a csavarok száma pedig 4 (lásd a függeléket), a csavar átmérőjét a normál feszültségek melletti szilárdsági állapotból határozzuk meg.

Tegyük fel, hogy a csavarok 30KhGSA acélból készülnek - a megengedett feszültség (a biztonsági tényezőt az 1.1. pont veszi figyelembe), ahol.

3.2. A burkolati szerelvények csavarjainak számítása

Mivel a köpeny a felső húrra érkező terhelés felét veszi fel, és a csavarok száma 7 db (lásd a mellékletet), emelkedése 90 mm, ezért a csavar átmérőjét a normál feszültségek melletti szilárdsági állapotból határozzuk meg.

Hasonló dokumentumok

Műszaki leírás a Szu-26-os repülőgép tervezése. Szárnyterhelések meghatározása. A nyomaték meghatározása és a szárnyhéj vastagságának kiválasztása. A hevederek falvastagságának és szakaszainak kiválasztása a szárny feszített és összenyomott zónájában, hevederek szakaszai.

tanfolyami munka, hozzáadva 2010.06.14


A szárnyelemek kezdeti geometriai jellemzői és terhelési sémája. Anyagtulajdonságok beállítása minden szerkezeti elemhez. Végeselem modell felépítése és stabilitásának számítása a Kihajlási opciókban. Szárnylécek mozgása.

tanfolyami munka, hozzáadva 2012.03.16


Teljesítmény jellemzők Bf 109 G-2 repülőgép. Szárnyterhelés repülési esetei manőver közben. Belső erőtényezők diagramjainak készítése a szárnyfesztáv mentén. Szerkezeti-hatékonysági séma kiválasztása. A hosszanti szárnykészlet elemeinek metszeteinek kiválasztása.

tanfolyami munka, hozzáadva 2012.04.13


Repülőgép szárny hosszanti és keresztirányú készletének fő elemeinek, csűrőknek, lengőkaroknak, rögzítési pontoknak a számítása, ezek szilárdságának és stabilitásának biztosítása. Méretpontosság, erőkölcsönhatás szerkezeti elemekkel, szigorú követelmények a tompakötésekkel szemben.

tanfolyami munka, hozzáadva 2012.05.13


Repülőgép aerodinamikai jellemzőinek számítása. Megengedett sebességhatárok. Szárnyterhelések számítása. A statikus terhelésekre tervezett szárny tervezési szakaszának paraméterértékei. A repülőgép tömegének függősége az időtől egy tipikus repülés során.

szakdolgozat, hozzáadva: 2013.03.15


Technológia az RSM-25 "Robust" repülőgépek szárnyrészének előállításához kompozit anyagokból, merevítővel. A szárnyra ható terhelések meghatározása, a szerkezet szilárdságának, stabilitásának biztosítása; erőkölcsönhatás, tompakötésekre vonatkozó követelmények.

szakdolgozat, hozzáadva: 2012.03.16


Kompozit anyagok felhasználása szerkezetekben repülőgép. Repülőgép csűrőjének számítása COSMOS/M környezetben. Oldalelemek, bordák, húrok és héjak húrjaira és falaira feszültség-nyúlás állapotú végeselem-modell felépítése.

tanfolyami munka, hozzáadva 2012.06.29


Repülőgép prototípus kiválasztása annak jellemzői alapján, amelyek a projekt kiinduló adatai. Üzemi túlterhelés és biztonsági tényező hozzárendelése. A szárnyra ható terhelések meghatározása és a szárny szerkezeti-erősémájának kiválasztása.

képzési kézikönyv, hozzáadva 2010.01.29


Szárnyterhelés-szabályozás. Karimák és szárfalak tervezése. Spar szakasz geometriai paramétereinek számítása. A rugóstag rögzítési pontjának kialakítása a szárhoz. A tervezés alakításának és minőségellenőrzésének technológiai folyamata.

szakdolgozat, hozzáadva: 2012.04.27


Az övet és a szár falát, az alsó és felső szemet, a támaszt és a veszélyes szegecseket összekötő szegecsek számítása D-D szakaszok villák. A csavarra ható összerő meghatározása. A tömegközéppont koordinátáinak megtalálása. A kötés összekötése az övvel és az oldalborda falával.

0

Az Orosz Föderáció Oktatási és Tudományos Minisztériuma

FGAOU VPO SUSU (NRU)
Politechnikai Intézet

Repülési Kar
Repülőgépészeti Osztály

FÉLÉV MUNKA

a "Struktúra szilárdsága" tudományágban a témában

Repülőgép szárnyerősségének számítása

Felügyelő
Ovchinnikov A.M.
_________________ "___"_______________2017 A mű szerzője
a P-424 csoport tanulója
Ivanov S.V.
____________________
« » 2017

A mű értékeléssel védett
____________________ « » 2017

Cseljabinszk, 2017

Annotáció

Ivanov M.V. Repülőgép szárny szilárdsági szerkezetének tervezése: félévi munka a „Strength of Structures” tudományágban - Cseljabinszk: SUSU, 2017 - 25 p., 19 ill., 2 reference.

A munka egy repülőgép szárnyának szilárdsági készletének tervezési számítását végezte el. Kiszámítják a szerkezetre ható terheléseket, meghatározzák a belső erőtényezőket: nyíróerő, hajlítónyomaték, nyomaték.

A tervezett szárny ellenőrző számítását ben végeztük el szoftvercsomag Ansys.

Kezdeti adatok. 2

1. Tervezési számítás.. 3

1.1 A terhelések leírása. 3

1.2 A szárnyszerkezet tervrajza. 7

1. Pótszárny szakaszának kiválasztása.. 8

2.1 A burkolat kiválasztása. 8

2.2 Az alsó panelek szalagjainak kiválasztása. 9

2.3 A szárnyszilárdsági elemek kiszámítása a stabilitás érdekében. 10

2.4 A felső panel oldalsó elemeinek hevedereinek kiválasztása. 12

2.5 Az alsó szárny panel összenyomódásának ellenőrzése. 13

2.6 Az oldalelemek falvastagságának kiválasztása. 14

1. Számítás ellenőrzése.. 16

Kezdeti adatok

Ebben a munkában javasolt egy repülőgép szárnyának erőerősítésének tervezési számítását, majd az erőkészlet ellenőrző számítását az Ansys végeselemes csomag segítségével.

A számításhoz a következő kezdeti adatokat fogadjuk el:

1) szárny hossza

2) a gyökérél húrja

3) szárnyvég húrja

4) A repülőgép tömege

5) A motor tömege

7) A motor rögzítési koordinátái a szárny hegyétől:

8) a repülőgép utazósebességgel mozog;

9) a héj anyaga, hevederek, hevederfalak, hevederek - alumíniumötvözet AMg6: szakítószilárdsági rugalmassági modulus

10) TsAGI-734 aerodinamikai profil.

1. ábra: TsAGI-734 szárnyprofil.

1. Tervezési számítás

1.1 A terhelések leírása

Az elosztott emelőerő repülés közben a szárnyra és a szárny elosztott súlyára hat més az egységek koncentrált tömegereje - motortömegek

Egy 8 [m] hosszúságú szárny 30 [m] hosszúságú szakaszra van osztva. A partíció a 2. ábrán látható.

A szárnyrészekre ható emelőerőt és a nyíróerőt a következő képletek határozzák meg:

Négyzet én-a szárny szakasza; - emelési együttható a kiválasztott profilhoz = 0,528; - levegő sűrűsége

Mint ismeretes, a hajlítónyomatékot a nyíróerő határozza meg a következőképpen:

Az integrálást ugyanúgy fogjuk elvégezni, mint a nyíróerő számításánál, numerikus trapéz módszerrel. A Δξi szárnyszakaszra meghatározzuk a hajlítónyomaték növekedését:

A szárny szélétől számított ΔMi növekmény kumulatív összegével összegezve megkapjuk a metszet hajlítónyomatékát:

A nyomatékot a következő képlet határozza meg:

Az 1. táblázat mutatja a számított értékeket.

1. táblázat.

Az 1. táblázat adatai alapján grafikonokat készítünk a nyíróerő és a nyomatékok változásairól.

2. ábra. Az emelés változása a szárny hossza mentén.

3. ábra A nyíróerő változása a szárny hossza mentén.

4. ábra A hajlítónyomaték változása a szárny hossza mentén

5. ábra A nyomaték változása a szárny hossza mentén

1.2 A szárnyszerkezet tervrajza

Szárnyerő-készlet hozzárendelésekor a következő ajánlásokat kell követni:

1) az elülső szár a szakasz orrától távol, a hátsó szár pedig ott található, ahol a szárnyrész húrja van;

2) a szomszédos hevederek közötti távolság 120...300 mm között van a szárnyak esetében;

3) a bordák közötti távolságot a sparkszárnyban általában 200...300 mm-nek veszik.

A szárny farok részét nem vesszük figyelembe, mivel gyakorlatilag nem vesz részt a szárnyra ható fő erőtényezők észlelésében, repülés közben az aerodinamikai nyomás meglehetősen kis részét veszi fel, és általában a szárny gépesítésével foglalkozott. Egyes repülőgépmodelleknél a farokrész méhsejttel van megerősítve. Ebben a munkában a farokrészt egy húr támasztja alá, amely a hátsó szár mögött található.

A teljesítménykészlet rendeltetését a 7. ábra mutatja.

6. ábra: A szárnyerő-készlet célja.

2. A szárnyrész kiválasztása

Feltételezzük, hogy a számított M hajlítónyomatékot csak a szárny hézagos része érzékeli. A tervezési esetben az alsó szárny panel feszített, a felső panel pedig összenyomva működik. A panelek húzó (vagy nyomó) ereje:

Itt N egy normál erő pár válla

ahol μ = 0,95 egy olyan együttható, amely megmutatja, hogy a hevederek súlypontjai közötti távolság mennyivel kisebb, mint a heveder teljes magassága; A H1 és H2 az oldalelemek teljes magassága. A H1 a szárnyrész legmagasabb szárának magasságát jelenti.

2.1 A burkolat kiválasztása

A bőr minimálisan szükséges vastagságát a szárnycsavarás közbeni nyírási működési állapotából számítjuk ki a képlet szerint

ahol Ω a szárnyrész külső kontúrja és a hátsó szárny fala által lefedett megkétszerezett terület (a farokrész nélkül). - a burkolat roncsoló nyírófeszültsége. Az alumíniumlemez választékból a burkolat kívánt vastagsága alapján választjuk ki a legközelebbi nagyobb szabványos vastagságot. A bőr minimális vastagsága:

1.4.2 Az alsó panel oldalsó elemeinek hevedereinek kiválasztása.

Az első szár minimális szükséges keresztmetszeti területét a képlet határozza meg

Ahol To= 0,7...0,8 - az oldalsó hevederek által érzékelt N normál erő arányát meghatározó együttható; - a feszített öv anyagának roncsoló igénybevétele.

A második szakaszhoz elfogadjuk:

A szükséges terület alapján kiválasztjuk a legközelebbi nagy felületű szabványos extrudált profilokat, . A PR 101 és PR 111 profilokat választjuk ki - sarokmetszet, nem egyenlő karima (GOST 13738 - 91);

7. ábra PR 101 profil.

Az első szakaszhoz a PR101-47 profilt választották.

2.2 Az alsó panelek szalagjainak kiválasztása.

Beállítjuk a húrok számát m, a közöttük javasolt távolságok tartománya alapján. A húrokat egyenletesen helyezzük el a szárny interspar részén belül, és megkeressük a köztük lévő tényleges távolságot

ahol B a szárny hámközi részének szélessége; m a húrok száma a felső (alsó) szárnypanelben.

Kiszámoljuk a normál erőt az oldalsó szalagokban

és a tokban

hol a csökkentési együttható.

A fennmaradó húzóerőt a húrok elnyelik. A minimálisan szükséges stringer területet a képlet segítségével számítjuk ki

A képletek a feszítőszalag, a bőr és a húr feszítése során fellépő szakítófeszültségeket mutatják.

A kívánt méret alapján kiválasztjuk a területhez legközelebb eső szabványos profilt. Kiválasztjuk a 100 szögű szakasz PR-profilját, egyenlő karimát (GOST 13737-90);

8. ábra PR 100 profil (GOST 13737-90).

A szükséges feltételt a PR100-53 profil teljesíti.

2.3 A szárnyszilárdsági elemek kiszámítása a stabilitás érdekében.

A burkolat stabilitása az egyes szakaszok teljesítményétől függ. A bőr egy a szélességű és hosszúságú szakaszát (a a bordák közötti távolság) lapos lemeznek tekintjük, amely a teljes kontúr mentén a szálakon és a bordákon nyugszik (D.1. ábra).

9. ábra A szárnylap töredéke.

Az összenyomott lemez kritikus feszültségét a húrkészlet irányában a képlet határozza meg

ahol k egy olyan együttható, amely figyelembe veszi a lemez számláló mentén történő rögzítésének jellegét. Ha a ≥ együttható k = 4.

Húrozó

Helyi kihajlás számítása

A kritikus lokális kihajlási feszültséget az i-edik húrperemre (D1. ábra), amely bi szélességű és δi vastagságú lemeznek tekinthető, a következő képlettel határozható meg:

ahol k= 0,46 az olyan feszített karimák együtthatója, amelyeknek egy szabad éle van a hosszú oldalon;

Vezessünk be egy korrekciót az anyag plaszticitására:

Az általános stabilitásvesztés számítása

A húr stabilitásának teljes elvesztéséhez szükséges kritikus feszültségeket a képlet határozza meg

Itt m- a végeken lévő zsinóros rögzítés jellegétől függő együttható (a szárnyban szokás a végeken lévő zsinóros rögzítést ún. trimmelés formájában venni, amelynél m = 2); F, Ix- a húr keresztmetszetének területe és tehetetlenségi nyomatéka a húr súlypontján átmenő és a bőrrel párhuzamos x-tengelyhez képest (közelítőleg tervezési számításban); a a bordák közötti távolság.

Anyag rugalmasságának korrekciója

A húr kritikus kihajlási feszültsége egyenlő a két feszültség minimumával

2.4 A felső panel oldalsó támasztékainak kiválasztása

A felső összenyomott panelben a húrkészlet és a burkolat megegyezik az alsó feszített panellel. Ezután az összenyomott zóna kiszámítása az oldaltag húrok kiválasztására redukálódik. Kiszámoljuk a bőr redukciós együtthatóját a kompresszió során

Határozza meg a húr és a hozzá csatlakoztatott burkolat hatásos területét

Az oldalsó húrok szükséges keresztmetszeti területeit a képletek segítségével számítjuk ki

Itt σcr a legmagasabb szár hevederének lokális kihajlásának kritikus feszültsége. Ezt az értéket először a következő határokon belül kell beállítani:

A számított területek alapján standard profilokat választunk ki

A szükséges terület alapján kiválasztjuk a legközelebbi nagy felületű szabványos extrudált profilokat. A PR 101 és PR 111 profilokat választjuk ki - sarokmetszet, nem egyenlő karima (GOST 13738 - 91);

10. ábra PR 101 profil.

Az első szakaszhoz a PR111-40 profilt választották.

2.5 Az alsó szárny panel összenyomódásának ellenőrzése

Az alsó panel első és második oldalelemének húrjainak kritikus kihajlási feszültségeit a képletek határozzák meg

Az alsó szárnypanel, amelyet úgy választottak ki, hogy az A tervezési esetben feszített működésre kerüljön, a D kiviteli esetben összenyomva működik. Ezért a D esetben ellenőrizni kell a stabilitást:

Axiális erő a panelben a D kiviteli esetben.

2.6 Az oldalelemek falvastagságának kiválasztása.

A tervezési számításoknál abból indulunk ki, hogy a nyíróerőt csak az oldalelemek veszik fel. A lécek között a hajlítási merevségük arányában oszlik el újra, és minden szárban főként a falak, részben pedig a szíjak veszik fel, ha a szárny kúpos. Ekkor a számítási képletek a következőt öltik:

Hol és vannak az erőtényezők roncsoló értékei az A esetre; - az oldalelemek falai által érzékelt nyíróerő egy része; - az első szár fala által érzékelt nyíróerő; - a második szár fala által érzékelt nyíróerő; Н= 0,5(Н1 + Н2) - az oldalelemek átlagos magassága a tervezési szakaszban; - az oldalelemek konvergenciaszöge (radiánban)

A tangenciális feszültségek az oldalelemek falaiban nem haladhatják meg a roncsoló értékeket. Ebből a feltételből számítjuk ki az első és a második szár minimálisan szükséges falvastagságát

Kiválasztjuk a nagy legközelebbi standard értékeket és. Ha a számítás során kiderül, hogy a hátsó szár fala vékonyabb, mint a bőr, akkor ezt el kell fogadni, mivel ez a fal benne van a forgatónyomatékot fogadó kontúrban. .

3. Ellenőrző számítás

Az elvégzett tervezési számítások alapján elkészült a szárnyszerkezet 3D-s modellje teljesítménykészlettel (11. ábra).

11. ábra Szárnyszerkezet 3D modellje teljesítménykészlettel.

Az ellenőrző számítás az Ansys végeselemes csomagban történik. A szerkezet szilárdsági vizsgálata statikus nyomással történik, valamint a statikai számításban számított terhelések alapján stabilitási vizsgálatot is végeznek.

A szárny meghatározott részére a nyomás középpontjában a következőket kell alkalmazni: nyíróerő, hajlítás és nyomaték:

A szilárdsági szerkezetet és burkolatot a Shell 181 héjelemek veszik át, minden felülethez megfelelő vastagságot rendelnek.

A korábban megadott koordináták felhasználásával koncentrált tömegelemek készültek (21. tömeg elem). Ezek az elemek mereven kapcsolódnak (Rigid Region) az oldalelemek alsó húrjainak megfelelő csomópontokhoz. Ezek az elemek az egységek (motorok) koncentrált erejének felelnek meg.

A szárnyat a gyökér végén minden irányban abszolút mereven rögzítettnek tekintik (All DOF).

A 12. ábra egy végeselemes modellt mutat koncentrált erőkkel és fix oldallal.

12. ábra Végeselem modell számításhoz.

Az ábrák feszültségszámítások eredményét mutatják (Nodal megoldás).

13. ábra A fő húzófeszültségek megoszlása.

14. ábra A fő nyomófeszültségek megoszlása.

Összehasonlításképpen itt vannak a számítások (Elem megoldás)

15. ábra A fő húzófeszültségek megoszlása.

16. ábra A fő nyomófeszültségek megoszlása.

17. ábra Egyenértékű feszültségek eloszlása.

Ezt követően elvégeztük a kihajlás (Eigen Buckling) számítását a számított pre-stressz hatások (Pre-Stress Effects) figyelembevételével. Ebben a számításban a szerkezeti kihajlás első 5 módját számítottuk ki.

A kihajlás minden számított formája a szárny farokrészének feszített zónájában lokalizálódik, és a keletkezett hullámok számában különbözik egymástól. A kihajlás első formája a 18. ábrán, az ötödik - a 19. ábrán látható.

18. ábra A kihajlás első formája.

19. ábra A kihajlás ötödik formája.

Ezt a stabilitásvesztést a szárny repülési irányába való visszatolódása okozza, ami tangenciális feszültségeket okoz a bőrben, ami ilyen hullámok megjelenéséhez vezet. Ezenkívül ebben a számításban a hátsó szárny borítása nem rendelkezik megerősítéssel.

A szárnyszilárdságkészlet geometriai jellemzői és a számított feszültségek.

A burkolat vastagsága: ;

Húrok: Profil PR 100 szögű szakasz, egyenlő karima (GOST 13737-90);

20. ábra PR 100 profil (GOST 13737-90).

PR100-53 profil.

A második szárhoz a PR111-38 profilt választották.

A második szárhoz a PR101-47 profilt választották.

Az ellenőrző számítás numerikus eredményei:

A tesztszámítások azt mutatták, hogy a tervezett szerkezet működésképtelen, mert:

1) a teljesítménykészletben olyan feszültségek lépnek fel, amelyek nagyobbak, mint a kiválasztott anyag szakítószilárdsága:

2) a bőr stabilitásának elvesztése következik be (lásd 18., 19. ábra).

Az ellenőrzési számítás alapján a következő ajánlásokat fogalmazzák meg a tervezés megváltoztatására:

1) meg kell növelni a teljesítménykészlet teherhordó elemeinek területét, kiválasztva sarokprofilok nagyobb falvastagsággal és rövidebb hosszúsággal.

2) Növelje az oldalelemek falvastagságát.

3) az ellenőrzési számításoknál figyelembe kell venni a farokrész megerősítését (méhsejt-töltőanyag formájában, valamint a szárnygépesítés erőelemeit);

4) a végeselem-elemzés során figyelembe kell venni a légszárny mentén a nyomáseloszlási diagramokat (a számítás során állandó nyomást feltételezünk a szárny alsó részén).

Következtetés: A manuális számítás eredménye nem egyezik az Ansys végeselem-csomag számításaival, mivel az interakciót nem vették figyelembe a kézi számításnál alkatrészek szilárdságkészlet és a hevederek, falak stb. feszültségei külön számítottak. Az ellenőrző számítás azt mutatta, hogy a legnagyobb feszültségek a húrok és az oldalelemek falainak találkozásánál keletkeznek.

Felhasznált irodalom jegyzéke

1) Tarasov, Yu.L., Lavrov, B.A. Repülőgép szerkezeti elemeinek szilárdsági számítása [Szöveg] / Yu.L. Tarasov, B.A. Lavrov - Samara, Samara State Aerospace University, 2000 - 112 p.

2) Meheda, V.A. Nem söpört szárnyak erőelemeinek keresztmetszete [Szöveg] / V. A. Mekheda - Samara, Samara State Aerospace University, 2008 - 48 p.

Letöltés: Nincs hozzáférése a fájlok letöltéséhez a szerverünkről.

Az Orosz Föderáció Általános Oktatási Minisztériuma

Novoszibirszki Állami Műszaki Egyetem

TERVEZÉS ÉS SZÁMÍTÁS

REPÜLŐGÉP SISZNÁLÓ ELEMEK AZ ERŐSÉGÉRT.

SZÁRNY.

Útmutató a tanfolyam elvégzéséhez

és érettségi projektek a diákok számára

III-V tanfolyamok (1301 szak)

Repülőgépészeti Kar

Novoszibirszk

Összeállította: V.A. Burns PhD,

PÉLDÁUL. Podruzhin a műszaki tudományok kandidátusa,

B.K. Szmirnov, műszaki tudományok.

Lektor: V.L. Prisekin, a műszaki tudományok doktora, Prof.

A munka az osztályon befejeződött

repülőgép- és helikoptergyártás

Novoszibirszk állam

Műszaki Egyetem, 2000

FELADATOK, TARTALOM ÉS A VÉGREHAJTÁSI REND

TANFOLYAM PROJEKT

A kurzusprojekt célja, hogy a hallgatók mélyebben és részletesebben megismerkedjenek a repülőgépek tervezési jellemzőivel, és elsajátítsák a repülőgép vázelemeinek szilárdságának kiszámításához szükséges gyakorlati technikákat.

A kurzusprojekt feladata a következő problémák megoldását foglalja magában:

Repülőgép prototípus kiválasztása annak jellemzői alapján, amelyek a projekt kiinduló adatai.

A tömeg meghatározása és geometriai jellemzők a terhelések kiszámításához szükséges repülőgépek a kiválasztott prototípus, szárnyelrendezés alapján.

Üzemi túlterhelés és biztonsági tényező hozzárendelése adott tervezési esethez.

A légijármű adott manővert végrehajtásakor a szárnyra ható terhelések meghatározása, diagramok készítése.

a szárny szerkezeti-erõszerkezetének típusának kiválasztása (spar, caisson, monoblokk) és a szakasz paramétereinek kiválasztása (a szárnygyökér és a tervezési szakasz távolságát a tanár határozza meg).

A szárnyszakasz számítása hajlításhoz.

A szárnymetszet számítása nyírásra.

a szárnyszakasz kiszámítása torzióra.

A szárnyhéj és a szárnyfalak szilárdságának és stabilitásának ellenőrzése.

Szárnyelemek szilárdságának számítása (tanár utasítása szerint).

Megjegyzések

Minden számítás PC-n történik, és a számítási eredmények kinyomtatása bekerül a magyarázó megjegyzésbe.

A projekt felsorolt ​​szakaszaiból a szükséges számítási mennyiséget a tanár határozza meg egyénileg.

A számítás és a magyarázó megjegyzés a GOST 2.105-79 szerint készült.

A kurzusterv megvédése nyilvánosan történik, a csoport összes hallgatója által egy időben.

Megnevezések:

L - szárny fesztávolsága;

S - szárny területe;

- szárny kiterjesztése;

- a szárny szűkítése;

A szárnyprofil relatív vastagsága;

A profil relatív vastagsága, ill

a szárny végszakaszai;

 0,25 - szárnyseprés a negyed húrvonal mentén;

G a repülőgép felszálló tömege;

G kr. - szárny súlya;

b- a szárny aktuális húrja;

b gyökér - szárny gyökérhúrja;

b konc. - a szárny véghúrja;

f - biztonsági tényező;

- maximális üzemi túlterhelés az Y tengely irányában;

- egyenes lapos szárny relatív keringése;

- relatív szárnykeringés a sweep figyelembevételével;

q aer - lineáris aerodinamikai terhelés a szárnyon;

Q aer - nyíróerő a szárnyrészben az aerodinamikai terhelés miatt;

M aer - aerodinamikai terhelés nyomatéka a szárnyrészben;

Q cr - nyíróerő a szárny súlyából;

M cr - a súlyerő nyomatéka a szárnyrészben;

G üzemanyag - az üzemanyag tömege a szárnytartályokban;

Q üzemanyag - vágóerő az üzemanyagtartályok súlyából;

G agr - az egységek és a koncentrált rakományok tömege;

M üzemanyag - az üzemanyagtartályok súlyának erőnyomatéka;

Q сср - koncentrált tömegekből származó vágóerő;

M сср - koncentrált tehetetlenségi erők nyomatéka;

N – a szárnypanelben ható húzóerő;

 - bőrvastagság;

H - szár magassága;

e - stringer hangmagasság;

a - a bordák közötti távolság;

n - húrok száma;

F str - a húr keresztmetszeti területe;

F l-n - a karima keresztmetszete;

 st - a szár falvastagsága;

 - az anyag szakítószilárdsága;

 cr,  cr - kihajlási feszültségek összenyomáskor, illetve nyíráskor;

E - hosszanti rugalmassági modulus;

G - nyírási modulus;

 - Poisson-hányados.

ELJÁRÁS AZ ERŐSSÉG SZÁMÍTÁSÁRA SZÁMÍTÓGÉPEN

A repülőgép szárnyának kiszámítása PC-n történik. A számítás több szakaszra oszlik. Az első szakaszban meghatározzák a szárnyra ható terheléseket. Az ehhez szükséges információk a NAGR.EXE program elindítása után a számítógép képernyőjén megjelenő kérések hatására interaktív módban kerülnek be a PC-be. Ezt követően létrejön egy NAGR.DAT adatfájl, amelybe a bevitt információk bekerülnek, és a későbbi számítások során módosítani lehet az adatállományban lévő forrásadatokat.

A NAGR.EXE program használata előtt el kell készíteni a kezdeti adatokat a terhelések kiszámításához, amely magában foglalja a repülőgép prototípusának kiválasztását, a repülőgép tömegének és geometriai jellemzőinek megállapítását, a szárny elrendezését, az üzemi túlterhelési értékek és a biztonsági tényező hozzárendelését.

A terhelések kiszámításakor a következő paraméterek kerülnek be a számítógépbe (formátum nélküli bemenet):

gyökér- és terminális akkordok [m];

szárnyfesztávolság [m];

biztonsági tényező [b/r];

a repülőgép felszálló tömege [t];

üzemi túlterhelés [b/r];

relatív keringés (11 érték az 1. táblázatból) [b/r];

pásztási szög a szárnynegyed húrvonal mentén [f];

a profil relatív vastagsága a gyökér- és végszakaszban [b/r];

szárny súlya [t];

üzemanyagtartályok száma a szárnyban [b/r];

tüzelőanyag fajsúlya [t/m 3 ];

a tartályok kezdeti és véghúrjainak relatív koordinátái [b/r];

tankok kezdeti húrjai [m];

tartályok véghúrjai [m];

távolság a hagyományos tengelytől (1. ábra) a középvonalig.

üzemanyag a szárny gyökér- és végszakaszában [m];

egységek száma [b/r];

egységek tömege [t];

aggregátumok relatív koordinátái [b/r];

távolság a feltételes tengelytől a súlypontig. mértékegységek [m];

távolság a feltételes tengelytől az egyenesig c. és. a szárny gyökér- és végszakaszában [m];

távolság a feltételes tengelytől az egyenesig c. t a szárny gyökér- és végszakaszában [m];

A NAGR.EXE programmal végzett számítások eredményei bekerülnek a NAGR.DAT fájlba, amely tartalmazza az első szakaszban bevitt adatokat megfelelő megjegyzésekkel, valamint megjeleníti a szárny területét, annak kúposságát, nyúlását, üzemi és roncsoló terheléseit is. a szárny, és a szárnyban ható programterhelések által különböző erőtényezőkből számított táblázatok:

aerodinamikai terhelések táblázata (1. táblázat);

a szárnyszerkezet súlyából származó terhelések táblázata (2. táblázat);

a terhelések táblázata az üzemanyagtartályok tömegéből (3. táblázat);

a koncentrált erőkből származó terhelések táblázata (4. táblázat)

táblázat a teljes nyíróerőkről és hajlítónyomatékokról az összes erőtényezőből (5. táblázat);

táblázat a szárnyra ható összes erő nyomatékáról a z tengelyhez viszonyítva hagyományos.

(6. táblázat);

táblázat a szárny merevségi tengelyére merőleges szakaszokban ható hajlító- és nyomatéknyomatékokról (7. táblázat);

A második szakaszban a REDUC.EXE programmal kiszámítják a szárnyat a hajlításhoz a redukciós együtthatók módszerével. A REDUC.EXE program kezdeti adatainak előkészítése a szárny tápáramkörének típusának kiválasztásából, a tervezési szakasz paramétereinek kiválasztásából áll (lásd 5.1-5.3. bekezdés). A hajlítási szárnyszakasz számítási módszerét a csökkentési együtthatók módszerével a 6.1. szakasz írja le.

A REDUC.EXE program kezdeti adatai (a program két módban valósítja meg a kezdeti adatok bevitelét - párbeszédpanel és fájl):

húrok száma a felső szárnypanelen [b/r];

húrok száma az alsó szárnypanelen [b/r];

szabad karimák magassága és vastagsága az összenyomott (felső) szárnypanelben [cm];

a húrok keresztmetszete [cm 2 ];

a felső panel húrjainak tehetetlenségi nyomatékai [cm 4];

a húrok súlypontjainak x,y koordinátái [cm];

a húr- és oldalelemek anyagának rugalmassági modulusai [kg/cm 2 ];

bőrvastagság a felső és az alsó szárnypaneleken [cm];

sávok száma [b/r];

az oldalelemek keresztmetszete [cm 2 ];

az oldalelemek peremeinek súlypontjainak x,y koordinátái [cm];

oldalelemek magassága [cm];

húzószilárdsági feszültség lécek és húrok anyagokhoz [kg/cm 2 ];

hajlítónyomaték [kgcm];

bordaemelkedés [cm];

stringer osztás az összenyomott és kiterjesztett szárnypanelekben [cm];

a húrok és szárak száma;

a húrok és lécek keresztmetszeti területei;

a megerősítő elemek teljes keresztmetszete a csatolt burkolattal;

csökkentési együtthatók értékei;

kritikus feszültségek a húrokban az általános stabilitásvesztés során;

kritikus feszültségek a húrokban a helyi kihajlás során;

megengedett feszültségek a húrokban és az oldalelemekben;

tényleges feszültségek a húrokban és oldaltagokban.

A felsorolt ​​információkon kívül két CORD.DAT és DAN.DAT adatfájl jön létre. Ezen fájlok közül az első tartalmazza x,y koordináták a karakterláncok súlypontjai, a másodikban pedig a program első elérésekor párbeszéd módban beírt fennmaradó információ, amely lehetővé teszi a bevitt információk hatékonyabb javítását a programmal való további munka során.

A harmadik szakaszban a szárnyszakaszt nyírásra és csavarásra számítják ki. A szárnyszakasz nyírási és torziós kiszámításának módszerét a 7.1., 8.1. és 8.2. szakasz határozza meg. Ezekhez a számításokhoz a programokat egymástól függetlenül állítják össze.

A negyedik szakaszban következtetést készítenek a szárny erejéről. Ez a következtetés a 9. pontnak megfelelően készült.

Az ötödik szakaszban a szárnyelem tervezési és szilárdsági számításait végzik el. A tanár által megadott elem tervezés tárgya.

A szárnyelem szilárdságának kiszámítása magában foglalja a tervezési séma kidolgozását; adott elemre ható terhelések meghatározása; feszültségszámítás; az elem jellemzőinek kiválasztása szilárdságának feltételei alapján.

TANFOLYAM PROJEKT FELADATOK MEGOLDÁSÁNAK MÓDSZERTANA

én. Repülőgép prototípus kiválasztása annak jellemzői alapján

A projekt kezdeti adatai a következő jellemzők: szárnyfesztávolság L, szárny területe S, szárnykúp η, relatív profilvastagság a szárny gyökér- és végszakaszában, szárnysebesség a negyed húrvonal mentén χ 0,25, felszállási súly a G repülőgép tervezési esete (A , A ′ , B stb.). A repülőgép geometriai és tömegjellemzői alapján prototípusát például munka határozza meg.

2. A repülőgép tömeg- és geometriai jellemzőinek, szárnyelrendezésének megállapítása

A talált prototípus esetében tisztázás alatt állnak a szárnyelrendezés jellemzői (motorok, futóművek, üzemanyagtartályok, kezelőszervek, gépesítés, koncentrált terhelések a külső felfüggesztési egységekre), az üzemanyag tömege és a szárnyon elhelyezett egységek száma. . Ha az egységek tömegjellemzői a szakirodalomban nem találhatók meg, akkor értéküket (a tanárral egyetértésben) a szóban forgó repülőgéptípusra vonatkozó statisztikai adatok felhasználásával határozzák meg.

A talált geometriai jellemzők felhasználásával vázlatot készítenek a szárnyról 1:5, 1:6, 1:10, 1:25 méretarányban, és elkészítik annak elrendezését (lécek, üzemanyagtartályok, futómű elhelyezése, meghajtás rendszerek, különféle rakományok stb.). A szárny építéséhez szükséges geometriai jellemzőit a következő képletek határozzák meg:

, ,

A χ szárnysebesség szöge a negyedhúrokon áthaladó vonal mentén van megadva (1. ábra). A méretarányosan megrajzolt szárnyon meg kell rajzolni egy súlypontvonalat, egy vonalat, amely átmegy a negyed húrokon, egy nyomásközéppontot, egy hagyományos koordinátatengelyt, és osztja fel a szárnyat szakaszokra;. itt .

3. Üzemi túlterhelés és biztonsági tényező hozzárendelése

Az üzemi túlterhelés mértékét és a biztonsági tényezőt adott repülőgépre és tervezési esetre munka- és előadásanyag segítségével hozzárendeljük. A magyarázó megjegyzés szövegében indokolni kell e paraméterek számértékeinek megválasztását. A szükséges manőverezőképesség mértékétől függően minden repülőgép három osztályba sorolható

A osztály - manőverezhető repülőgépek, amelyek közé tartoznak az éles manővereket végrehajtó repülőgépek, például vadászgépek (). Az ilyen repülőgépek rövid távú túlterhelése elérheti a 1011 egységet.

B osztály - korlátozottan manőverezhető repülőgépek, amelyek főleg vízszintes síkban manővereznek ().

B osztály - nem manőverezhető repülőgépek, amelyek nem hajtanak végre hirtelen manővert ().

A szállító és utasszállító repülőgépek a B osztályba, a bombázók a B vagy C osztályba tartoznak. A vadászgépek az A osztályba tartoznak.

A repülőgépre ható terhelések sokfélesége tervezési módokon vagy tervezési eseteken múlik, amelyeket egy speciális dokumentumban foglalnak össze. A tervezési eseteket a latin ábécé betűi és indexei jelölik. Az 1. táblázat a repülőgépek repülés közbeni berakodásának néhány számított esetét mutatja be.

Az f biztonsági tényező 1,5 és 2,0 között van hozzárendelve a terhelés időtartamától és működés közbeni megismételhetőségétől függően.

A maximális üzemi túlterhelést a légi jármű manőverezése során eltávolított fel- és leszállási gépesítéssel a következőképpen határozzák meg:

a m 8000 kg

m  27500 kg-nál

A repülési tömeg közbenső értékei esetében a túlterhelést a képlet határozza meg

4

. A szárnyra ható terhelések meghatározása

A szárnyszerkezetet a pusztító terhelések alapján számítják ki

,

4.1 Az aerodinamikai terhelések meghatározása

Az aerodinamikai terhelés a szárnyfesztávolság mentén oszlik el a relatív keringés változásainak megfelelően
(számításkor
együttható, a törzs és a motor gondolák hatása elhanyagolható). Az értékeket a munkából kell átvenni, ahol grafikonok vagy táblázatok formájában adják meg a különböző szárnyrészekhez, annak jellemzőitől függően (méretarány, kúpos, középső szakasz hossza stb.). Használhatja a 2. táblázatban megadott adatokat.

2. táblázat

Keringés eloszlása ​​a szakaszokon trapéz alakú szárnyak esetén

Számított lineáris aerodinamikai terhelés (a levegő q iránya megközelítőleg a szárnyak síkjára merőlegesnek tekinthető) lapos szárny esetén

(1)

Sepert szárnyakra

, (2)

(3)

A söprés figyelembe vételekor a szárnycsavarodás nem kerül figyelembevételre. A χ › 35 o-os szárnysebesség esetén a (3) képlet akár 20%-os hibát ad a keringési értékekben.

Bármilyen alakú nem sík szárnyak számítási módszerét a munka ismerteti.

Az (1) vagy (2) képletekkel 12 szakaszra kiszámított q aer megoszlási terhelések diagramja alapján a Q aer diagramjai egymás után épülnek fel. és M aer. . Ismert differenciális függőségek felhasználásával azt találjuk

Az integrálást numerikusan, trapéz módszerrel végezzük (2. ábra). A számítási eredmények alapján a hajlítónyomatékok és a nyíróerők diagramjai készülnek.

4.2 A tömeg- és tehetetlenségi erők meghatározása

4.2.1 Az elosztott erők meghatározása a szárnyszerkezet saját tömegéből. A tömegerők eloszlása ​​a szárnyfesztávolság mentén kis hibával arányosnak tekinthető az aerodinamikai terheléssel

,

vagy arányos az akkordokkal

A lineáris tömegterhelést a szakaszok súlypontjainak vonala mentén fejtik ki, amelyek általában a lábujjtól a húr 40-50%-ánál helyezkednek el. Az aerodinamikai erőkkel analóg módon a Qcr meghatározása. és M kr. . A számítási eredmények alapján diagramokat készítenek.

4.2.2 Az elosztott tömegerők meghatározása az üzemanyagtartályok tömegéből. Elosztott lineáris tömegterhelés az üzemanyagtartályokból

ahol γ a tüzelőanyag fajsúlya; B az oldalelemek közötti távolság, amelyek a tartály falai (3. ábra).

Relatív profilvastagság metszetben

4.2.3 Koncentrált erők diagramjainak készítése. A szárnyban elhelyezett és a szárnyhoz rögzített egységek és terhelések koncentrált tehetetlenségi erői a súlypontjukon fejtik ki, és az aerodinamikai erőkkel párhuzamosan irányulnak. Tervezett koncentrált terhelés

Az eredményeket diagramok formájában mutatjuk be Q comp. és M komp. . A Q Σ és M xΣ összesített diagramja a szárnyra ható összes erőből, előjeleik figyelembevételével készül:

4.3 Hagyományos tengelyhez képest ható nyomatékok számítása

4.3.1 Meghatározás
aerodinamikai erőktől. Az aerodinamikai erők nyomásközpontok vonala mentén hatnak, amelyek helyzetét ismertnek tekintjük. A szárny tervrajzát követően feljegyezzük a ΔQ aer i pozíciót a nyomásközéppontok vonalán, és a rajz alapján meghatározzuk a h aer i-t (5. ábra).

Ezután számolunk
És
képletek szerint

és készíts egy diagramot.

4.3.2. Meghatározás a szárny elosztott tömegerőiből (és
). A szárnyfesztávolság mentén eloszló tömegerők szerkezetének súlypontjai mentén hatnak (lásd 5. ábra).

Ahol
- a két szomszédos szakasz közötti szárnyrész súlyából számított koncentrált erő;
- váll az erő alkalmazási pontjától a tengely felé
. Az értékeket hasonlóan számítják ki
. A számítások, diagramok és diagramok alapján készülnek.

4.3.3 Meghatározás
koncentrált erőktől.

,

ahol az egyes egységek vagy rakományok becsült tömege;
- az egyes egységek vagy rakományok súlypontjának távolsága a tengelytől.

Számítás után
a teljes momentum meg van határozva
a szárnyra ható összes erőből, és diagramot szerkesztünk (értsd: algebrai összeget).

4.4 Tervezési értékek meghatározása
És
adott szárnyszakaszra

Meghatározása és a következők:

Keresse meg a merevségi középpont hozzávetőleges helyzetét (6. ábra)

,

Ahol
- az i-edik szár magassága; - távolság a kiválasztott A pólustól az i-edik pólus faláig; m – lécek száma;

Számítsa ki a Z tengely körüli nyomatékot, amely átmegy a merevségi középpont hozzávetőleges helyzetén és párhuzamos a Z tengellyel.

;

Söpört szárny esetén végezze el a söprés korrekcióját (7. ábra) a képletekkel

5. A szárny szerkezeti-erőssémájának kiválasztása, paraméterek kiválasztása

tervezési rész

5.1 A szárny szerkezeti és teljesítménysémája kiválasztása

A szárnyszerkezeti-hatalmi séma típusát az előadásokban és munkákban megfogalmazott ajánlások alapján választják ki.

5.2 A szárny tervezési szakaszának profiljának kiválasztása

A tervezési szakasz profiljának relatív vastagságát a (4) képlet határozza meg. A munkából a vastagságnak megfelelő szimmetrikus (az egyszerűség kedvéért) profilt választjuk ki a vizsgált repülőgép típusát és a 3. táblázatot összeállítjuk A kiválasztott profilt milliméterpapírra méretarányosan (1:10, 1:25) rajzoljuk. Ha a kívánt vastagságú profil nem szerepel a referenciakönyvben, akkor kiveheti a vastagságban legközelebbi profilt a referenciakönyvből, és újraszámolhatja az összes adatot a képlet segítségével

3. táblázat.

,

ahol y az ordináta számított értéke;
- az ordináta táblázati értéke;
- a szárnyprofil relatív vastagságának táblázatos értéke.

Lesöpört szárny esetén a söprés korrekcióját a képletekkel kell elvégezni

,

5.3 Szakaszparaméterek kiválasztása (hozzávetőleges számítás)

5.3.1 A szárnylapra ható normál erők meghatározása

A későbbi számításokhoz az irányokat pozitívnak tekintjük
, És
a számított szakaszon (8. ábra). A ráerősített héjú karimák és hevederek elnyelik a hajlítási nyomatékot. A kifejezésből meghatározhatók a paneleket terhelő erők

,

Ahol
; F – a szárny keresztmetszeti területe, amelyet a külső szárnyak korlátoznak; B - távolság a külső oldalelemek között; (9. ábra).

Nyújtott panelnél vegye az N erőt pluszjellel, összenyomott panelnél - mínusz előjellel.

A statisztikai adatok alapján a számításnál figyelembe kell venni az oldalsó karimák által érzékelt erőket -,
,
.

A , ,  együtthatók értékeit a 4. táblázat tartalmazza, és a szárny típusától függenek.

4. táblázat.

5.3.2. A burkolat vastagságának meghatározása. A húzózóna héjvastagságát  a 4. szilárdságelmélet szerint határozzuk meg:

Ahol - a burkolat anyagának szakítószilárdsági feszültsége;  - együttható, melynek értéke a 4. táblázatban található. Az összenyomott zónához a bőr vastagságát egyenlőnek kell venni
.

5.3.3 A húrok és bordák magasságának meghatározása. Stringer hangmagasság az a bordát pedig úgy választjuk meg, hogy a szárny felületén ne legyen elfogadhatatlan hullámosság.

A héj elhajlásának kiszámításához a húrok és bordák által szabadon megtámasztottnak tekintjük (10. ábra). A legnagyobb elhajlási érték a vizsgált lemez közepén érhető el:

,

Ahol
- fajlagos szárnyterhelés; -a bőr hengeres merevsége. A d együtthatók értékei attól függően
adottak a műben. Ez az arány általában 3.

A húrok és a bordák közötti távolságot úgy kell megválasztani
.

Húrok száma egy tömörített panelen

,

Ahol - az összenyomott panelhéj ívhossza.

A feszített panelben lévő húrok számát 20%-kal kell csökkenteni. Mint fentebb említettük, a bordák közötti távolság
.

5.3.4 A húrok keresztmetszeti területének meghatározása. A húr keresztmetszete a tömörített zónában első közelítésként

,

Ahol
- a húrok kritikus feszültsége az összenyomott zónában (első közelítéssel
).

A húrok keresztmetszete a feszített zónában

,

hol van a húranyag szakítószilárdsága.

5.3.5 Az oldalelemek keresztmetszeti területének meghatározása. Az oldalelemek karimáinak területe az összenyomott zónában

,

Ahol
- kritikus feszültség, amikor a karima elveszti stabilitását.
(a szár anyagának szakítószilárdságát vesszük).

A kétszárnyú szárny minden karimájának területe a feltételekből található

, (5)

és háromszárú szárnyra

Sparok területe a feszültségi zónában

,

ahol k olyan együttható, amely figyelembe veszi az oldalelemek gyengülését a rögzítőfuratok miatt; szegecskötéssel k = 0,9 ÷ 0,95.

Az egyes karimák területe hasonló az összenyomott zóna területéhez az (5) vagy (6) feltételek alapján.

5.3.6 Az oldalelemek falvastagságának meghatározása. Feltételezzük, hogy a teljes nyíróerőt az oldalelemek falai érzékelik

Ahol - az i-edik szár fala által érzékelt erő. Háromszárnyú szárnyhoz (n=3)

Ahol
- a szárny tervezési szakaszában a lécek falainak magassága.

Falvastagság

. (7)

Itt van a szárnynyíró fal stabilitásának elvesztésének kritikus feszültsége a nyírás miatt (11. ábra). A számításokhoz a fal mind a négy oldalát egyszerűen alátámasztottnak kell feltételezni:

Ahol
amikor egy > , mert a (8) helyére kell cserélni a, és a képletben - be
. A (8) képlet érvényes

Értékek helyettesítése
(8)-tól (7)-ig megtaláljuk az i-edik szár falvastagságát

.

6. A szárnyszakasz számítása hajlításhoz

A hajlításhoz szükséges szárnyszakasz kiszámításához a szárny tervezési szakaszának profilját kell megrajzolni, amelyre számozott húrokat és léceket helyeznek el (12. ábra). A húrokat a profil orránál és farkánál nagyobb osztással kell elhelyezni, mint a gerendák között. A hajlításhoz szükséges szárnyszakasz kiszámítása a redukciós együtthatók és az egymást követő közelítések módszerével történik.

6.1 Az első közelítés kiszámításának eljárása

Első közelítésként meghatározzuk a hosszirányú bordák (húrok, oldalelemek) csökkentett keresztmetszeti területeit a hozzáerősített bőrrel.

Ahol - az i-edik borda tényleges keresztmetszete;
- csatolt burkolatrész (- feszített panelhez,
- tömörített panelhez); - az első közelítés redukciós együtthatója.

Ha a gerendák és a hevederek karimáinak anyaga eltérő, akkor egy anyagra kell redukálni a rugalmassági modulus szerinti redukciós együtthatóval

,

Ahol - az i-edik elem anyagának modulja; - annak az anyagnak a modulja, amelyre a szerkezetet redukálják (általában ez a leginkább terhelt szalag szalagjának anyaga). Majd

A feszítő- és hevederszíjak különböző anyagai esetén helyettesítse
.

A koordináták meghatározása És hosszanti profilelemek metszeteinek súlypontjai tetszőlegesen kiválasztott tengelyekhez viszonyítva És (12. ábra) és számítsuk ki az elemek statikus nyomatékait
És
.

A képletek segítségével meghatározzuk az első közelítő szakasz súlypontjának koordinátáit

,
.

A megtalált súlyponton keresztül megrajzoljuk a tengelyeket és (tengely kényelmes az akkorddal párhuzamos szakaszt választani), és meghatározni a metszet összes elemének súlypontjának koordinátáit az új tengelyekhez képest.

Kiszámítjuk a redukált szakasz tehetetlenségi nyomatékait (axiális és centrifugális) a tengelyekhez képest, és:

, ,
.

Meghatározzuk a szakasz fő központi tengelyeinek forgási szögét:

.

Ha az α szög nagyobb, mint 5°, akkor a tengelyeket ezzel a szöggel kell elforgatni (pozitív szögérték a tengelyek óramutató járásával megegyező irányú elforgatásának felel meg), és további számításokat kell végezni a fő központi tengelyekhez képest. A számítás egyszerűsítése érdekében az α szöget csak az utolsó közelítés számításakor ajánlatos kiszámítani. Általában, ha a tengelyt a metszethúrral párhuzamosan választjuk, az α szög jelentéktelennek bizonyul, és elhanyagolható.

Első közelítéssel meghatározzuk a keresztmetszeti elemek feszültségeit

.

Az eredő feszültségek összehasonlítani
És
tömörített panelhez és azzal
és - feszített panelhez.

6.2 Kritikus húrfeszültségek meghatározása

A kritikus húrfeszültséget a kihajlás általános és helyi formáinak feltételeiből számítjuk. Kiszámolni
a kihajlás általános formájára a kifejezést használjuk

, (10)

Ahol
. Itt
- kritikus feszültség az Euler-képlet alapján számítva:

(11)

Ahol - együttható a húrvégek támogatási feltételeitől függően; - bordaemelkedés; - a húr rugalmassága csatlakoztatott burkolattal; - tehetetlenségi sugár a szelvény központi tengelyéhez viszonyítva.

alatti (11) képletben meg kell érteni
, de az egyszerűség kedvéért úgy tekintjük, hogy a fő inerciatengely helyzete egybeesik az x tengellyel.

Viszont

,

ahol a húr tehetetlenségi nyomatéka a csatlakoztatott burkolattal az x tengelyhez viszonyítva (13. ábra);
- a húr keresztmetszete a csatlakoztatott burkolattal. A rögzített bőr szélességét 30 δ-nak vettük (13. ábra).

Ahol
- a rögzített bőr tehetetlenségi nyomatéka a saját központi tengelyéhez képest x 1 (általában az értékek kicsik);
- a húr tehetetlenségi nyomatéka a saját központi tengelyéhez képest x 2.

A kihajlás helyi formájának kiszámításához tekintsük a húr szabad karimájának kihajlását, mint egy három oldalról csuklósan alátámasztott lemezt (14. ábra). ábrán. A 14. ábrán látható: a – bordaemelkedés; b 1 – a húr szabad karimájának magassága (13. ábra). A kérdéses tányérhoz
a (10) aszimptotikus képlet segítségével számítjuk ki, amelyben

ahol k σ a lemez terhelési és alátámasztási körülményeitől függő együttható,  с a húr szabad karimájának vastagsága.

A vizsgált esethez

.

A redukció eredményeként kapott tényleges feszültségekkel való összehasonlításhoz egy kisebb feszültséget választunk, amelyet az általános és helyi kihajlás számításaiból kapunk.

A redukció során figyelni kell a következőkre: ha a szárny összenyomott karimájában a feszültségek bármelyik közelítésben nagyobbak vagy egyenlők a roncsolókkal, akkor a szárnyszerkezet nem képes hogy elviselje a tervezési terhelést, és meg kell erősíteni. Ebben az esetben nem szabad további közelítéseket végezni. Ha bármely tömörített "k" stringer (a burkolattal együtt) rendelkezik feszültséggel kisebbnek bizonyul, mint , akkor a rá vonatkozó csökkentési együtthatót a következő közelítésben változatlannak kell hagyni; ha bármelyik összenyomott húrban (csatlakoztatott burkolattal) "m" számmal nagyobb a feszültség
akkor a következő közelítésben a csökkentési együtthatót a képlet segítségével kell kiszámítani

;

ha egyik húrban sincs feszültség nem haladja meg a -t, akkor a szerkezet egyértelműen túlsúlyos és könnyítést igényel.

A feszített zónában a redukciós együtthatók finomítása az egymást követő közelítések során ugyanúgy történik, de a számított feszültségek összehasonlítása nem azzal, hanem azzal történik. .

Ennek eredményeként a későbbi közelítés új, finomított redukciós együtthatóit kapjuk
. Ezután ugyanabban a sorrendben kiszámítjuk a következő közelítést, és ismét finomítjuk a redukciós együtthatókat. A számítást addig folytatjuk, amíg a két egymást követő közelítés csökkentési együtthatói gyakorlatilag egybe nem esnek (5%-on belül).

7. A szárny metszetének kiszámítása nyírásra

A szárnyszakasz nyírási számítását a torzió hatásának figyelembevétele nélkül végezzük (a keresztirányú erőt a szakasz merevségének középpontjában kell alkalmazni, feltételezve, hogy az oldalelemek falai és a bőr hatnak a nyíráson).

7.1 Számítási eljárás

A nyírási többkontúros metszet kiszámításához hosszanti vágásokat kell végezni a paneleken, hogy a kontúr megnyíljon. A szárny szakaszánál célszerű a szárny orrában lévő húrok síkjában és a szárnyak falában bevágásokat végezni (15. ábra). Vágások helyén ismeretlen záró lineáris érintőerők lépnek fel.

Lineáris tangenciális erők panelburkolatoknál a szárnymetszeteket a lineáris érintőerők összegeként határozzuk meg
nyitott hurokban és záró erőkben. Az erőfeszítést a képlet határozza meg

, (12)

Ahol
- számított vágóerő;
- statikus pillanat a szakasz 1. és (i-1) – m bordákkal határolt részének területe (a bordák számozásának elfogadott sorrendje a 14. ábrán látható);
- a teljes szakasz fő tehetetlenségi nyomatékát és a súlypont helyzetét a hajlítási számítás utolsó közelítéséből veszik.

A (12) képletben a keresztirányú erő irányát akkor tekintjük pozitívnak, ha az egybeesik az y tengely pozitív irányával, azaz. fel. A tangenciális erőáramlások pozitív irányai egybeesnek a koordináták origójának óramutató járásával megegyező irányban történő bejárásának irányával.

A lineáris tangenciális erők záró áramlásának meghatározásához kanonikus egyenleteket állítunk össze

Kanonikus egyenletek együtthatói (mátrixelemek
és vektor
) a következő kifejezések határozzák meg:

,
,
,

(itt az összegzés paneleken történik, ahol
nem egyenlőek nullával),

,
, - csökkentett nyírási modulus (duralumínium burkolathoz
) ;
- csökkent bőrvastagság
;
- a burkolat redukciós együtthatója.

A szárnypanel héjának nyírási modulusa nem egyenlő a héj anyagának nyírási modulusával, hanem függ a görbületétől, vastagságától, a bordák és a szálak osztásától (az erősítőketrec méretei), az erősítőprofiloktól és a borítás jellegétől is. a lemez betöltése. A nyírási modulus értékek többé-kevésbé pontosan empirikusan meghatározottak egy adott szerkezetre. A számításoknál többnyire a hasonló szerkezetű vizsgálatokból kapott G átlagértékeket kell használni. Mert

,

akkor a számítás során a csökkentési együtthatók értékeit fogjuk használni, amelyek az ábrán láthatók. 15. Az egyéb anyagokból készült bőrök együttható értékeit meg kell szorozni - a lineáris nyíróerők áramlásával a szárnyszakasz nyitott kontúrjában;

A számítási eredmények alapján összeállítjuk a nyírásból és csavarodásból eredő lineáris tangenciális erők áramlásának teljes diagramját a szárny tervezési szakaszának kontúrja mentén. Összefoglaló diagram készítésekor az áramlások pozitív értékeit a szakaszkontúron belülre helyezzük.

9. Az oldalelemek bőrének és falainak szilárdságának és stabilitásának ellenőrzése

Az ellenőrző számítás eredményeként következtetést kell levonni a kiválasztott szárnyszakasz szilárdságára vonatkozóan. Ehhez az oldalelemek bőrét és falait szilárdság és stabilitás szempontjából ellenőrizni kell.

A megfelelő héjlemezre (vagy szárfalra) ható maximális normál feszültségek figyelembevételével

és a bőrredukciós együttható értékeit a kifejezéssel találjuk meg

A bőr szilárdságának ellenőrzésekor az együttható értékeket számítják ki

Kravets A.S. A repülési profilok jellemzői.

Makarevszkij A.I., Korchemkin N.N., francia T.A., Chizhov V.M. Repülőgép erőssége. – M.: Gépészet, 1975. 280 p.

Egységes légialkalmassági szabványok a KGST-tagországok polgári szállító repülőgépeire. – M.: TsAGI Kiadó, 1985. 470 p.

Odinokov Yu.G. Repülőgép szilárdsági számítások. – M.: Gépészet, 1973. 392 p.

Erő, stabilitás, rezgések: Kézikönyv 3 kötetben / Szerk. Birgera I.A., Panovko Ya.G.

– M: Gépészet, 1971. Repülés. Enciklopédia. Szerk. Svishcheva G.P. – M: Nagy kiadó Orosz enciklopédia

, 1994. 736. o.

Heinz A.F. Schmidt. Flieger – Jahrbuch. – Berlin: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, 1968 - 1972. 168S.

Heinz A.F. Schmidt. Flieger – Jahrbuch. – Berlin: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, 1973. 168S.

Heinz A.F. Schmidt. Flieger – Jahrbuch. – Berlin: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, 1980. 168S.

Heinz A.F. Schmidt. Flügzeuge aus aller Welt. V. 1 – 4. – Berlin: Transpress VEB Verlag für Verkehrswesen, 1972 - 1973. A szervizelemekhez szükséges... vagy felfüggesztett számítása tervez repülőgép -on különböző szinteken

. Növelni... tervez

A projekt megvalósíthatósági tanulmánya

Absztrakt >> Közgazdaságtan 2.2. Módszertan számítás tervez költségmutatók , rendszerei…………………………………………………………………………29 2.3. Számítás A szervizelemekhez szükséges... vagy felfüggesztett számítása költségmutatók... anyag tömegben vitorlázó repülőgép tervez. Tpl = 30 * Vpl T w = 0,2 * G o ahol G o a felszálló tömeg

T pl = 1,5 * ...

A MIG hidraulikus rendszer számítása

Absztrakt >> Csillagászat Szuperszonikus sebességgel. tervez Vitorlázó repülőgép a... korlátozások összessége tervez tervezés , rendszerei…………………………………………………………………………29 2.3. q maximális sebességgel. ... amikor a rúd kinyúlik: ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

hidraulikus hengerház (vékonyfalú cső...

Szerelőberendezések tervezése

Absztrakt >> Ipar, termelés A csúcstechnológia biztosítása tervez az tervezés fejlesztés alatt áll számítással költségmutatók... anyag tömegben tervez alkatrészgyártási hibák esetén való használatra. Alkatrészek összeszerelése

szerelési eszközökben biztosítják a kész...

Repülés közben a szárny saját szerkezetének és a benne elhelyezett tüzelőanyagnak a súlyából aerodinamikus megoszló teherrel és tömegerővel terhelődik. Az aerodinamikai terhelés a parabolához közeli törvény szerint oszlik el a szárnyfesztávolság mentén. Az egyszerűsítés kedvéért cseréljük le a trapéztörvénnyel (2.2. ábra). Ha elfogadjuk azt a feltételezést VEL y állandó a szárnyfesztávolság mentén, akkor az aerodinamikai erő változásának törvénye q az arányos a szárnyhúrral b

Ahol z: Y

- a szárny által keltett emelőerő; k a félszárnyak teherbíró területe, egyenlő - a szárny által keltett emelőerő; k = S - az arányos a szárnyhúrral 0d f = 61;

d f - törzs átmérője;

az arányos a szárnyhúrral 0 - a gyökérborda húrja;

az arányos a szárnyhúrral z - az aktuális akkord értéke.

Jelenlegi szárnyakkord értéke bz Számoljunk a javasolt képletből:

Ahol az arányos a szárnyhúrral k - a végborda húrja;

A félszárny hossza a középső rész nélkül egyenlő;

A (3.11) egyenletet (3.10) behelyettesítve kapjuk:

Feltételezzük, hogy a tüzelőanyag egyenletesen oszlik el a szárnyon, majd a szárny tömegerőiből (saját súlyából és üzemanyagból) származó terhelés megoszlása ​​a fesztáv mentén változik, szintén arányosan a húrral az arányos a szárnyhúrral z:

Ahol m k a félszárnyú szerkezet tömege, egyenlő m k = m k m vzl = 1890;

m T az üzemanyag tömege, egyenlő m T = 0,85 m Tmax = 3570 ;

g a szabadesés gyorsulása, egyenlő g = 9,81.

Rizs.

Számítsuk ki az elosztott aerodinamikát y állandó a szárnyfesztávolság mentén, akkor az aerodinamikai erő változásának törvénye azés tömegterhelések y állandó a szárnyfesztávolság mentén, akkor az aerodinamikai erő változásának törvénye krz a végén a szárny gyökér része és (például) a csűrők területén:

1) Az elosztott terhelés kiszámítása a szárny végén, azaz. at Z= 0:

2) Az elosztott terhelés számítása a gyökérszakaszban, azaz. at Z== 13,23:

3) Megoszló terhelés számítása a motor + alváz területén, azaz. at Z=l 1 =1,17

5665,94-2142,07=3523,87 N/m

Rizs. 2.3. A forgatónyomaték előfordulásának sémája a szárnyrészben

Ezért az elosztott aerodinamikai lineáris nyomaték y állandó a szárnyfesztávolság mentén, akkor az aerodinamikai erő változásának törvénye az és tömeg szárnyerők y állandó a szárnyfesztávolság mentén, akkor az aerodinamikai erő változásának törvénye krz egyenlő:

Nm/m (3,15)

Hasonlókat mutatunk be, és a következőket kapjuk:

Nm/m (3,16)

Általában a szárnyban lévő üzemanyag a szárny elején található, így a c.m. üzemanyag egybeesik c.m. szárny Ezt a feltételezést figyelembe véve a (3.15) képlet így fog kinézni:

Nm/m (3,17)

Az ismert mennyiségeket behelyettesítve a (3.17) képletbe, a következőt kapjuk:

Nm/m (3,18)

Most számítsuk ki a forgatónyomatékot a szárny csúcsában, gyökerében és a csűrők területén:

1) A szárnyvégi nyomaték kiszámítása, azaz at Z= 0:

2) A forgatónyomaték kiszámítása a szárny gyökerénél, azaz. at Z= 13,23:

3) A nyomaték számítása a motor + alváz területén, i.e. at Z= 1,17:

Az aerodinamikai és tömegerőkből származó megosztott erők mellett a nyomatékot a motorok tömegéből származó koncentrált erők is létrehozzák. Mivel a probléma körülményei szerint a hajtóművek tolóereje, valamint a fordított erő nullával egyenlő, a koncentrált nyomatékot csak a szárnyra szerelt hajtóművek tömegéből eredő erők hozzák létre. .

Rizs.

Az ábrán látható, hogy egyenlő (a mínusz jel azt jelenti, hogy a pillanat az ellenkező irányba, az óramutató járásával ellentétes irányban):

(Nm), (3.19)

hol van a távolság a tömegközépponttól. motor vö. szárny

Mivel a motorok különböző távolságra vannak a központi folyadéktól. szárnyat, akkor különböző pillanatokat fognak létrehozni. Az ismert adatok alapján azt találjuk, hogy: