Проектирование шпангоутов

Шпангоуты бывают нормальные и усиленные.

Нормальные шпангоуты – для: 1 создания и сохранения формы поперечного сечения фязеляжа; 2 восприятия местной воздушной нагрузки от обшивки и стрингеров; 3 для подкрепления обшивки, а при наличии стрингеров и стрингеров (панелей) при их работе на сжатие и сдвиг от М_{пан., стр}.

Усиленные шпангоуты – выполняют тоже эти функции + восприятие сосредоточенных сил от агрегатов и элементов расположенных в фюзеляже, и агрегатов и грузов присоединяемых к фюзеляжу. Шпангоут в хвостовой части может воспринимать нагрузки от двигателя и хвостового оперения.

8.4.1. Рассмотрим работу нормального шпангоута:

с точки зрения воздушных нагрузок носовая часть создает подъемную нагрузку.

Рассмотрим выделенный фрагмент:

В сечении фрагмент будет иметь следующий вид:

Шпангоут и обшивка соединены, шпангоут берет нагрузку от обшивки.

Если выделить этот участок и рассмотреть его, то получим:

- такие погонные касательные усилия возника-

ют в обшивке от воздушной нагрузки.

По салону же действует нагрузка распределяемая по шпангоутам, то есть эта

нагрузка переходит на боковинки в виде касательных усилий обшивки.

Рассмотрим изгиб фюзеляжа

Под действием растягивающих нагрузок

фюзеляж подвергается сжатию по верхнему

и нижнему наружным контурам,

и если не устанавливать шпангоуты фюзеляж

сложится, то есть приобретет следующий вид:

При работе панели на кручение:

при потере обшивкой устойчивости

появляются волнистости, рассмот-

рим сечение Б-Б.

по правилу параллелограмма

Таким образом при потере

устойчивости обшивки, на стрингер действует

сила направленная к центру фюзеляжа, а при потере

устойчивости и стрингера и обшивки нагрузка восприни-

мается шпангоутом.

При изгибе фюзеляжа панель

может потерять устойчивость

; с – коэффициент опирания

i – радиус инерции панели.

Выбор расстояния между нормальными шпангоутами.

Выбирается из условия m_min фюзеляжа

Рассмотрим зависимость изменения

m_пан и m_шп

Существуют следующие виды сечения шпангоутов:

8.4.2. Проектирование усиленных шпангоутов

Рассмотрим на примере самолета МиГ - 15

У транспортных обычно 2 – 3 части:

У пассажирских самолетов:

Усиленные нервюры также как и нормальные работают в своей

плоскости воспринимая такие же нагрузки, и сосредоточенные

силы.

С точки зрения механики такой шпангоут является 3(триж-

ды) неопределимым.

Вырежем участок и рассмотрим его:

Обозначим т.А; т.В; т.О; т.Д; т.С на шпангоуте.

т.А и т.Д – можно считать что здесь

у нас шарнир, тогда (см. рис).

Возьмем сумму моментов вокруг т.Д

Построим эпюры моментов и продольных сил.

Таким образом для каждого сечения равного силового шпангоута имеет

место нагружения:

j

Поэтому исходными данными для расчета равного силового шпангоута: R_внутр и R_внешн;

. Выбирают проектируемые параметры также как и для лонжерона: H, Q, M, N.

Начинают выбирать значения поясов исходя из условия восприятия изгибающего момента. Толщины стенки выбирают из условия восприятия поперечной силы Q.

После проектирования поясов и стенок определяют напряжения от действия продольной силы, после этого производится проверка: сумма напряжений в поясах от s<s_разр.

Дата добавления: 2014-12-16