А. При общей потере устойчивости

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

Филиал «Взлёт»

Практическое задание по дисциплине:

«Конструкция летательных аппаратов»

Варианты: А-2, Б-3, В-1.

Выполнила: студентка И-5/1

Гервальд С.В.

Принял: преподаватель

Гридчин В. С.

«___»_______2011г.

Г. Ахтубинск 2011г.

Расчетная часть

Определение исходных данных

Самолёт прототип Су-30МКИ

-расчетная стартовая (средняя) масса самолета ;

-взлетный вес ;

-максимальное значения нормальной перегрузки

-максимальное число Маха ;

-площадь крыла ;

-размах крыла ;

-удлинение крыла ;

-удаление расчётного сечения от конца крыла

-сужение крыла

-коэффициент сужения крыла

-хорда крыла в сечении

-относительная толщина профиля крыла

-расстояние между поясами лонжерона

-площадь замкнутого контура крыла, работающего на восприятие крутящего момента

где В – ширина кессона (панели, включенной в замкнутый контур), м

Определение силовых факторов

В расчетном сечении крыла выполняются расчеты по приближенным формулам, учитывающим только основные аргументы:

-поперечная сила

Где А-коэффициент погонной нагрузки на крыло.

-изгибающий момент

-крутящий момент

Где

Выбор материала

Берется материал из числа заданных сплавов на основе стали «А» (в табл. 1), титана «Б» или алюминия «В». Рассчитывается для заданных ниже видов деформации величина . Предпочтение отдается материалу с большим числом удельной прочности при каждом из видов деформации в условиях расчетных температур. Влияние высоких температур учитывается с помощью коэффициента снижения прочности k _т(табл. 1)_.

Таблица 1.

Материалы и коэффициенты температуры k _т1и k _т2

Материал , МПа Е, МПа , кг/м	k _т1	k _т2
А. СТАЛЬ	0,9	0,87
1 30ХГСА 1100 210000 7800
2 30ХГСНА 1600 190000 7700
3 ВКС-1 1900 205000 7740
Б. ТИТАН	0,79	0,70
1 ОТ4 700 11000 4550
2 ВТ23 1100 11000 4850
3 ВТ20Л 900 11000 4650
В. АЛЮМИНИЙ (МАГН)	0,84	0,57
1 МА8 230 45000 1800
2 В95 520 72000 2800
3 I – С 370 82000 2520

Так как , то принимаем равным .

Удельная прочность вычисляется по следующим формулам:

- при растяжении

- при сдвиге

-при продольном изгибе

В дальнейшие расчеты включают те материалы, которые для данного вида деформации оказались лучшими.

Расчет площадей сечений

Эти расчеты выполняются для элементов конструкции с характерной формой поперечного сечения для данного вида деформации и для того материала, который для данного вида деформации оказался предпочтительнее по удельной прочности, т. е, материала из числа заданных, с большим числом при расчетной температуре. Расчет ведут в порядке: вид деформации, материал, элемент (форма), площадь сечения, предпочтение по массе (по площади).

Растяжение. На этот вид деформации хорошо работают сечения любой формы.

Примером работы на растяжение может служить трос, на котором поднимают или буксируют самолет, тяга (трос) в проводке управления и другие элементы конструкции.

Расчетная площадь (без запаса – коэффициента надежности, который зависит от места установки детали) вычисляется по основной формуле сопротивления материалов, решенной относительно площади:

Где - осевые силы

Сдвиг (без потери устойчивости). На этот вид деформации хорошо работают стенки лонжеронов, продольные стенки, стенки нервюр и шпангоутов. Это конструкция плоского сечения, установленная параллельно действующей силе. Расчетная формула:

Где .

Изгиб. Рассматривается лонжерон двутаврового сечения, как наиболее характерного, в поясах которого от изгибающего момента M действует осевая сила N, перпендикулярная плоскости сечения

Эта сила должна быть воспринята сечениями поясов (растяжением или сжатием), размещенных на удалении Н друг от друга. Площади сечений рассчитываются по формуле

Форма поясов лонжерона определяется относительной шириной, т. е. отношением их ширины к высоте:

Расчетное соотношение обеспечивает наименьшую толщину поясов (наибольшую величину плеча Н) без потери ими устойчивости при сжатии (продольном изгибе) до достижения напряжений, примерно равных пределу пропорциональности

Размеры сторон пояса определятся по формулам:

Кручение. Рассматривается замкнутый контур, образованный верхней и нижней обшивкой и крайними (передней и задней) продольными стенками (стенками лонжеронов) общей площадью . Минимальная толщина стенок или обшивок вычисляется в зависимости от крутящего момента и предела прочности выбранного материала на сдвиг по формуле

Продольный изгиб. Возникает при сжатии длинных пластин или стержней осевыми силами. На самолете это работающие обшивки деталей планера (крыла, оперения, фюзеляжа), подкрепленные стрингерами. Для этого вида деформации рассматриваются несколько стрингеров различной формы, но близкие по площади сечения. Рассчитываются критические напряжения потери общей и местной устойчивости стрингеров. Сравниваются их площади сечений F и выбирается та форма профиля, которая требует меньшей площади (имеет меньше массу).