- •Задание на курсовую работу Замечания руководителя
- •Введение
- •1 Компоновка самолёта
- •2 Дальность полёта
- •3 Центровка самолёта
- •3.1 Расчёт центровки в снаряжённом состоянии
- •3.2 Расчёт центровки пустого самолёта
- •4. Нагрузки, действующие на фюзеляж
- •4.1 Нагрузки действующие на фюзеляж по отсекам:
- •4.2 Определение реакций, действующих на фюзеляж от крыла
- •4.3 Определение реакций, действующих на фюзеляж от горизонтального оперения.
- •4.4 Определение распределенных массовых сил от веса конструкции фюзеляжа qФ
- •4.5 Расчет крутящего момента (mкр)
- •4.6 Построение эпюр qу и mz.
- •5 Предварительное проектирование силового набора фюзеляжа
- •6 Проектировочный расчет трёх сечений фюзеляжа
- •6.1 Определение толщины обшивки фюзеляжа
- •6.2 Определение площади сечения растянутого пояса лонжерона f1
- •6.3 Определение площади сечения сжатого пояса лонжеронаF2
- •7 Определение напряжений в наиболее нагруженном сечении фюзеляжа
- •7.1 Определение собственных моментов инерции сечений некоторых элементов фюзеляжа
- •7.2 Определение центра тяжести сечения фюзеляжа () в системе координат .
- •7.3 Определение момента инерции сечения фюзеляжа () относительно оси , проходящей через центр тяжести сечения фюзеляжа
- •7.4 Определение максимальных напряжений сечений фюзеляжа
- •8 Расчет типового (не силового) шпангоута
- •Заключение
- •Литература
4.4 Определение распределенных массовых сил от веса конструкции фюзеляжа qФ
Распределенные массовые силы от веса конструкции фюзеляжа qФ находится по формуле (4.4.1).
, (4.4.1)
где – вес конструкции фюзеляжа;
HiФ– текущая высота фюзеляжа;
Sбок– площадь боковой проекции фюзеляжа на плоскостьXOY.
м2
Размеры (H1Ф=0 м;H2Ф=2,91 м;H3Ф=2,91 м;H4Ф=1,78 м;H5Ф=1,47 м;H6Ф=0 м) взяты с чертежа показаны в соответствии с рисунком 4.4.1.
;
;
;
;
;
.
Рисунок 4.4.1 - Реакции действующие на фюзеляж от веса самой конструкции фюзеляжа
4.5 Расчет крутящего момента (mкр)
Крутящий момент (MКР) находится по формуле (4.5.1).
; (4.5.1)
где - плечо силы до строительной горизонтали фюзеляжа.
- боковая сила (направлена параллельно осиOZ), действующая на ВО, рассчитывается по формуле (4.5.2):
; (4.5.2)
где коэффициент боковой силы при отклонении руля направления.
- расчетная перегрузка в горизонтальной плоскости рассчитывается по формуле (5.5.3).
; (4.5.3)
где - эксплуатационная перегрузка в плоскостиXOZ.
- коэффициент безопасности.
.
.
Общий крутящий момент (MКР), действующий на фюзеляж, необходимо распределить на силовые шпангоуты крепления киля к фюзеляжу.
Распределение момента (MКР) рассчитывается по формуле (4.5.4) и (4.5.5).
; (4.5.4)
; (4.5.5)
Из данных уравнений:
.
Эпюры крутящих моментов, действующих на фюзеляж изображены в соответствии с рисунком 4.5.1.
Рисунок 4.5.1 - Схема нагружения хвостовой части фюзеляжа от вертикального оперения
4.6 Построение эпюр qу и mz.
Определение неизвестных реакций расчетной балки R1иR2рассчитывается на основании двух уравнений равновесия (4.6.1) и (4.6.2)
; (4.6.1)
; (4.6.2)
Из уравнения (4.6.1):
где массовые силы от распределенной нагрузки будут равны:
Размеры в формуле (4.6.1) взяты из чертежа, изображены в соответствии с рисунком 4.6.1.
Подставим значения:
отсюда:
Из уравнения (4.6.2)
Подставим значения:
Отсюда:
Рисунок 4.6.1 - Определение неизвестных реакций R1 и R2.
1 участок:
;
;
2 участок: ();
;
;
;
;
3 участок: ();
;
;
;
4 участок: ();
;
;
;
;
5 участок: ();
;
;
;
13 участок:
;
;
12 участок: ();
;
;
;
;
11 участок: ();
;
;
;
;
10 участок: ();
;
;
;
;
9 участок: ();
;
;
;
8 участок: ();
;
;
;
;
7 участок: ();
;
;
;
;
.
6 участок: ();
;
;
;
;
Рисунок 4.6.2 - эпюра QУиMZ.
5 Предварительное проектирование силового набора фюзеляжа
Силовой набор балочно-стрингерного фюзеляжа показан в соответствии с рисунком 5.1.
Рисунок 5.1 - Поперечное сечение фюзеляжа
высота сечения фюзеляжа,
высота боковины фюзеляжа,
ширина сечения фюзеляжа,
ширина свода фюзеляжа,
шаг стрингеров,
площадь поперечного сечения стрингера.
6 Проектировочный расчет трёх сечений фюзеляжа
6.1 Определение толщины обшивки фюзеляжа
Толщина обшивки фюзеляжа находится по формуле (6.1.1).
; (6.1.1)
где допускаемое касательное напряжение, для материала Д-16 , тогда ;
касательное, распределенное по обшивке усилие, выбирается как наибольшее из величин и ;
Касательное усилие от действия вертикальной поперечной силы находится по формуле (6.1.2).
; (6.1.2)
где перерезывающая сила;
изгибающий момент;
высота боковины фюзеляжа;
угол в радианах, между лонжеронами при виде на фюзеляж с боку, так как лонжероны параллельны.
Подставляем значение в выражение (6.1.2):
касательное усилие возникающее от боковой силы Рво, выбирается как наибольшее усилие в своде или усилие в боковине .
Усилие в своде находится по формуле (6.1.3).
; (6.1.3)
где ширина сечения фюзеляжа;
угол в радианах, между лонжеронами при виде на фюзеляж сверху;
так как лонжероны параллельны;
расстояние по вертикали от вектора силы Рводо рассматриваемого сечения;
крутящий момент;
площадь соответствующего сечения фюзеляжа, мм2.
, тогда:
Подставляем значение в выражение (6.1.3):
Усилие в боковине находится по формуле (6.1.4):
; (6.1.4)
Подставляем значение в выражение (6.1.4):
тогда
отсюда следует:
Подставляем значение в формулу (6.1.1):
Конструктивно принимаем значение толщины обшивки