Происхождение вселенной

Страница 8

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине воздухозаборника

Рис. 17

Величина суммарной приведенной нагрузки R в центре давления определяется как:

R = ((7607 + 6703)/2 + (6203 + 4956)/2)·0,19 + ((4956 + 3977)/2)·0,202 = = 3274 (кг).

Для определения координаты центра давления определим суммарный изгибающий момент МА:

МА = 6203·0,19·0,487 + 4956·0,19·0,297 + 3977·0,202·0,101 + 1404·0,19·0,5·0,518 + 1247·0,19·0.5·0,329 + 979·0,202·0,5·0,135 = 1056 кг·м.

Координата центра давления хц.д.= 1056/3274 = 0,3225 м .

Расчетные нагрузки на болты определяем по формулам [6]:

Рmax = 4M/nDокр.б. , (1.9)

Рmax = (4·0,3235·3274)/(12·1,44) = 245 кг .

Срезающая нагрузка буртика (зуба) проставки:

Рсрр = 3274 кг .

Вес воздухозаборника Gв-ка = 93 кг, хц.т. = 350 мм вперед от плоскости крепления к проставке.

Нагрузки на болты крепления воздухозаборника от инерционных нагрузок представлены на рис. 18.

Рис. 18

Задаемся коэффициентом перегрузки n = 1,5, тогда

Ринрц = Gв-ка·n = 93·1,5 = 140 (кг) .

М = 0,35·140 = 49 (кг·м) .

Рб = (4·43)/(12·1,44) = 11,34 (кг) .

Суммарный Мизг = = 1059,271 (кг·м) .

Максимальная растягивающая нагрузка на болт Рболт = 245,2 кг.

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие нагрузки приведены на рис. 19

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие нагрузки

Рис. 19

2.6.2. Определение нагрузок на болты крепления в случае Д'

Расчетные нагрузки на воздухозаборник по сечениям и по длине, точки приложения равнодействующих, рассчитанные значения моментов и перерезывающих сил приведены на рис. 20.

Максимальное растягивающее усилие на болт:

Рmaxр = 4М/4d = (4·0,392·2400)/(12·1,440) = 218 кг.

Срезающая нагрузка воспринимается буртиком проставки – Рсрр = 2400 кг.

2.7. Проверка прочности воздухозаборника самолета

2.7.1. Исходные данные для расчета

Внутренняя обшивка: D = 1,8 мм, материал: сплав Д19, перфорация – диаметром 2 мм.

Расчетные нагрузки на воздухозаборник в случае Д'

Рис. 20

Заполнитель: ТССП-Ф-10П (ТУ-596-258-87), удельный весь заполнителя – g = 35±5 кг/м3; sсж = 15 кг/см2. Параметры заполнителя и перфорированной обшивки приведены на рис. 21.

Параметры заполнителя и перфорированной обшивки

Рис. 21

Внешняя обшивка: D = 1,2 мм, материал: сплав Д19.

Обечайка изготовлена из Д16Т, D = 1,8 мм, травленная с D = 1,8 мм до D = 1,2 мм. Максимальный размер клетки 101 на 120 мм. Характерные размеры и сечения представлены на рис. 22

Типовое сечение обечайки

Рис. 22

2.7.2. Расчет сечения в районе проставки в расчетном случае А'

Размеры рассчитываемого сечения приведены на рис. 23

Рис. 23

Находим момент инерции сечения:

I = å(0,4D3d) = 0,4·142,53·0,12 + 0,4·1923·0,12 + 0,4·138,53·dпр = 638037,84 см4 .

Приведенная толщина внутренней общивки:

dпр. внутр. обш. = [((p·138,5)/12,0208)·0,2·0,18 – p·138,5·0,18]/(p·138,5) .

Нормальные напряжения от изгиба воздухозаборника:

s = (М·d)/J·2 = (3948·192·38,2)/(638037,84·2) = 22,69 (кг/см2),

Избыток прочности

h = 2750/22,69 – 1 >> 1.

М = Р·l ; Р = 3948 кг; l = 38,2 см.

q = 22,69·0,12 = 2,72 кг/см

Проверяем ячейку травления на устойчивость от q = 2,72 кг/см. Схема нагружения ячейки приведена на рис. 24. Принимаем, что длинные края ячейки обшивки оперты

Схема нагружения ячейки обшивки

Рис. 24

Величина a/b = 101/120 = 0,841; К = 3,6.

sкр = 2750 кг/см2,

h = 2750/355 – 1 = 6,746 ,

h >> 1

2.7.3. Проверка прочности внутреннего канала на осевое сжатие

Проверку прочности внутреннего канала на осевое сжатие проведем по методике изложенной в [6]:

Тдейств. = [P·l·(d + d1)(dв + dн)p(d + d1)]/2J = [3948·38,22(138,5 + 142,5)2(0,12 + + 0,15)·3,14]/(638037,94·4) = 3958 (кг)

Действующая сжимающая нагрузка от qp равна 2000·1,5 = 3000 (кг/м2).

Т = (p/4)(1922 – 1382)·0,3 = 4198,74 (кг).

Суммарная нагрузка: åТ = 8157 кг.

Заполнитель маложесткий. Расчетные формулы для трехслойных панелей (6):

sзап < 1,21qEпр ,

Li = E1H/E1B = 1,

a = ÖC + 1/[2,6(1 + 50)],

b = 1,21qEпр/Gзап

С1 = D1рас/D1

D1 = 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z0)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,

z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв + lidн)] .

Расчет по приведенным выше формулам дает:

z0 = [0,152 + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 1·0,122]/[2(0,15 + 1·0,12] = 1,246 ,

D1 = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)3 + 4(2,27 – 1,246)3 + 4·1(1,2463 – (1,246 – 1,123) = = 3,652 ,

B2 = 0,15 + 0,12 = 0,27 (мм) .

Епр = 6,8·105 кг/см2. Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0,2.

D1рас = dв3 + lidн3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 .

C1 = 0,005103/3,652 = 0,001397 .

q = [2,0(1 – 0,001397)·Ö0,27·3,652]/[70,25(2,0 + 2,27)2] = 0,001548 .

Приведенный модуль сдвига:

Gзап = Gxz = 1,5·(dc/t)·Gм ,

Gзап = Gyz = (dc/t)·Gм ,

Модуль сдвига заполнителя: Gм = Ем/[2(1 + n)],

Gм = 6000/[2(1 + 0,25)] = 2400 (кг/см2) .

Gзап = Gxz = 1,5·(0,025/1,732)·2400 = 52 (кг/см2) ,

Gзап = Gyz = (0,025/1,732)·2400 = 35 (ì/ñì2),

Gзап = Ö52·35 = 42,7 (кг/см2)

42,7 < 1,21·0,001548·6,8·105;

42,7 < 1273,7

т.е. заполнитель маложесткий.

b = 1273,7/42,7 = 29,83

a = Ö0,001397 + [1/2·29,83·(1 + 5 – 0,001397)] = 0,054025

Критическая осевая сила Ткр:

Ткр = 2·p·К·ЕпрÖВzD1 ·a = 2·p·0,2·6,8·105Ö0,27·3,652 ·0,054025 = 45842 кг.

Избыток прочности

h = 45842/8157 – 1 = 4,62 .

Расчет напряжений во внутренних и наружных слоях трехслойной панели проведем в соответствии с [6]. Схема нагружения представлена на рис. 25.

Схема нагружения трехслойной панели

Рис. 25

qв = q(1/(1 + d));

qн = q(q/(1 + d));

d = l·(dн/dв) ,

l = E1н/Е1в = 6,8·105/6,8·105 = 1 ,

q = 8157/(p·140,5) = 18,48 (кг/см2),

d = 1·(1,2/1,5) = 0,8 ,

qв = 18,48(1/(1 + 0,8)) = 10,27 (кг/см)

[s02] = 27,5 (кг/мм2).

qн = 18,48(0,8/1,8) = 8,21 (кг/см),

sвн = 1027/0,15 = 68,5 (кг/см2),

sн = 8,21/0,12 = 68,42 (кг/см2) .

Избыток прочности:

h = 27,5/0,685 - 1 = >> 39,14 .

2.7.4. Проверка прочности внутреннего канала на внешнее давление

Расчетные нагрузки:

1. Установившийся режим Н = 0; М = 0;

Разрежение на входе в заборник распространяется на всю длину канала:

DpD = -0,645 кг/см2 ; dст.соты = 0,04 ;

sм = 2400 кг/см2 ; sxz = 83 кг/см2 ;

Gyz = 55,42 кг/см2 ;

Gзап = Ö35,4·83 = 67,8 кг/см2 .

Определяем Ркр для несимметричной трехслойной оболочки с мягким средним слоем (рис. 26)

Рис. 26

li = 1 = Eн/Ев ; К = 0,8 .

Заполнитель маложесткий:

g = h·B1/l·R0,5 ,

a = 5g·Eпр/Gзап ,

с1 = D2рас/D2 ,

D2рас = dв3 + lidн3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 (см3) .

D2 = 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z1)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,

z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв + lidн)] .

z0 = [0,152 + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 0,122]/[2(0,15 + 0,12] = 1,2461 .

D2 = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)3 + 4(2,27 – 1,246)3 + 4·1(1,2463 – (1,246 – 1,123) = = 3,6515 ,

с1 = 0,005103/3,6515 = 0,0013975 .