Проектирование крыла самолета из композиционных материалов

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Производство и технологии


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Расчет лонжеронов
  • 1.1 Исходные данные
  • 1.2 Проектирование поперечного сечения
  • 1.3 Проектирование стойки-балки
  • 1.3.1 Расчет параметров пластины
  • 1.3.2 Расчет вилки
  • 1.3.3 Расчет клеевого соединения
  • 1.4 Проектирование узла крепления балки
  • 1.4.1 Расчет параметров пластин
  • 1.4.2 Расчет клеевого соединения на стенке
  • 1.4.3 Расчет проушины
  • 2. Проектирование стержня
  • 2.1 Проектирование поперечного сечения
  • 2.2 Проектирование законцовок стержня
  • 2.2.1 Расчет параметров резьбовой части
  • 2.2.2 Расчет уха
  • 2.2.3 Расчет крепежного элемента
  • 3. Расчет нервюр
  • 3.1 Проектировочный расчет усиленных нервюр
  • 3.2 Расчет устойчивости стенки нервюры
  • 4. Расчет обшивки крыла
  • 4.1 Проектирование обшивки
  • 5. Расчет элерона
  • 5.1 Параметры элерона, его навеска на крыле
  • 5.2 Аэродинамическая компенсация элеронов
  • 5.3 Нагрузки, действующие на элерон
  • 5.4 Проектирование лонжерона элерона
  • 5.5 Расчет обшивки элерона
  • 5.6 Расчет узлов навески
  • 6. Расчет качалки
  • 6.1 Расчет геометрических параметров качалки
  • 6.2 Расчет проушины в тягах управления
  • 6.3 Расчет вилки качалки
  • 6.4 Расчет ступицы
  • 7. Расчет закрылка
  • 7.1 Нагрузки, действующие на закрылок
  • Заключение
  • Список использованной литературы

Введение

Одной из важнейших задач, решаемых при создании любой конструкции, является обеспечение ее прочности, т. е. под действием нагрузок в эксплуатации не должно быть разрушений. В авиации одно из основных требований: обеспечение минимального веса конструкции, а также обеспечение усталостной прочности и долговечности.

В конструкциях летательных аппаратов, где задача снижения массы стоит особенно остро, изготовление из КМ крыльев, оперения и других балочных систем очень актуально.

Целью данного курсового проекта является проектирование из КМ крыла самолета. Крыло самолета предназначено для создания подъемной силы. Аэродинамическое качество крыла тем больше, чем больше подъемная сила и меньше лобовое сопротивление. Подъемная сила и лобовое сопротивление крыла зависят от геометрических характеристик крыла, которые в свою очередь в основном сводятся к характеристикам крыла в плане и характеристикам профиля крыла. Кроме этого основного назначения крыло обеспечивает поперечную устойчивость и с помощью расположенных на нем элеронов поперечную управляемость.

Применение механизированных крыльев, дает возможность уменьшить посадочную скорость и длину пробега самолета после посадки, уменьшить скорость самолета в момент отрыва и сократить длину разбега при взлете.

Внутренний объем крыла часто используется для размещения топливных баков и некоторых агрегатов оборудования. На крыле могут размещаться двигатели, шасси, установки вооружения.

Независимо от размеров, схемы и назначения самолета его крыло всегда состоит из каркаса и обшивки. Силовой каркас включает в себя продольный (лонжероны, продольные стенки) и поперечный силовые наборы (рядовые и силовые нервюры).

крыло самолет композиционный материал

В данном курсовом проекте произведен расчет основных элементов продольного и поперечного набора крыла самолета, элеронов, качалки, узлов крепления и др. В ходе работы, также необходимо обеспечить такие требования как обеспечение прочности и устойчивости элементов конструкции и конструкции в целом, обеспечение точности размеров, силовое взаимодействие с другими элементами конструкции, жесткие требования к стыковым узлам и др.

1. Расчет лонжеронов

1.1 Исходные данные

В качестве исходных данных принимаются летно-технические характеристики самолета UTVA-65 «Privrednik». В конструкторской части бакалавра «Проектирование конструкции лонжерона крыла самолета UTVA-65 «Privrednik». были определены расчетные скорости полета, выбраны максимальная и минимальная эксплуатационные перегрузки, а также найдены действующие на крыло воздушные и массовые нагрузки и вызываемые ими поперечные силы и изгибающие моменты для подкосного крыла. На рис. 1.1 показана правая консоль крыла с размерами.

Рис. 1.1 Правая консоль крыла

Основные геометрические параметры крыла:

размах L = 12 м;

площадь всего крыла Sполн = 19,4 м2;

удлинение л = L2/S =7,42;

сужение bборт/bконц = 1,46;

поперечное V: ш = 0?;

длина элерона lel = 3 м;

хорда элерона bel =0,358 м;

длина закрылка lзк = 2,228 м;

хорда закрылка bзк =0,358 м;

Площадь одной консоли крыла: S = 0,5•Sполн= 9,7 м2;

Для крыла выбран профиль NACA 2214 (рис. 1. 2) с геометрическими параметрами, представленными в табл.1. 1, параметры пересчитаны с учетом процентного отношения к хорде.

Рис. 1.2 Профиль NACA 2214 в корневом сечении

Таблица 1.1 — Геометрические характеристики профиля NACA 2214

0

0

0

0

2,5

3,8

-2,41

6,21

5

5,21

-3,15

8,36

7,5

6,23

-3,58

9,81

10

7,08

-3,90

10,98

15

8, 20

-4,28

12,48

20

8,69

-4,69

13,38

25

8,92

-4,94

13,86

30

8,97

-5,03

14,00

40

8,68

-4,89

13,57

50

7,88

-4,44

12,32

60

6,85

-3,71

10,66

70

5,5

-3,02

8,52

80

3,96

-2,18

6,44

90

2,07

-1,21

3,28

100

0

0

0

Материалы:

Используемые материалы при проектировании элементов конструкции крыла приведены в табл.1.2., а также их свойства в табл.1.3.

Таблица 1.2 — Используемые материалы

Передний лонжерон

Задний

лонжерон

Силовые

нервюры

Материал полок балки

Углеткань

98 132+Epoxy520

Углеткань

98 132+Epoxy520

Стеклоткань

+Epoxy 520

Материал стенки балки

Углеткань

98 132+Epoxy520

Углеткань

98 132+Epoxy520

Стеклоткань

+Epoxy 520

Материал подкоса

Углелента

KDU-1002

Углелента

KDU-1002

-

Таблица 1.3 — Свойства материалов

Свойства материалов

Углеткань

98 132

Углелента

KDU-1002

Стеклопластик

Ех ГПа

120

100

24

ЕyГПа

90

10,4

16

GxyГПа

8,3

5,6

4

мxyГПа

0,3

0,3

0,26

FxрMПа

500

2120

350

Fyр, МПа

400

51

300

Fxc, МПа

500

1900

280

Fyc, МПа

400

128

250

Fxy, МПа

50

50

45

д, мм

0,12

0,119

0,25

Свойства клея ВК-9, применяемого для склеивания композита с металлическими элементами и для приклеивания обшивки:

основа клея — эпоксидная;

состояние поставки — паста;

жизнеспособность — 1,5 ч;

режимы отверждения:

Т=20 (80)°С;

время — 24 часа;

контактное;

прочность при сдвиге:

при Т=20°С — 15 — 22 МПа;

при Т=80°С — 5 (125) МПа;

термостойкость — 150 (250)°С.

1.2 Проектирование поперечного сечения

На этапе проектирования сечения балки (Рис. 1. 3) из КМ примем следующие допущения:

— распределение напряжений по толщине полок равномерное, что обосновывается незначительной толщиной полок по сравнению с высотой балки;

— стенка и заплечики не работают на изгиб;

— в каждом сечении известны значения нагрузок.

Рис. 1.3 Балка из КМ

Это позволяет раздельно проектировать стенку и полки балки. На основе этих допущений с учетом минимума массы спроектируем сечение балки. Целевая функция имеет вид

. (1. 1)

Определим расчетные нагрузки на каждом участке балки при положительной и отрицательной перегрузках (рис. 1. 4).

Рис. 1.4 Эпюры распределения перерезывающей силы и изгибающего момента

Для расчета были взяты реакции при положительной перегрузке зmax=7,35. Вертикальная реакция от подкоса — 8260 Н, горизонтальная реакция — 2102 Н. Значения нагрузок для обоих расчетных случаев приведены в табл.1.4.

Таблица 1.4 — Расчетные нагрузки на участках балки.

Координата сечения х, мм

0

772

1200

2400

3000

4200

6000

1-й случай

2-й случай

2102

996

2102

996

2102

996

2102

996

2102

996

0

0

0

0

1-й случай

2-й случай

8688

1990

4300

150

1037

352

2178

1449

8260

4114

2608

1304

0

0

1-й случай

2-й случай

12 847

6424

3300

532

4400

1060

4900

2514

9900

2416

1762

881

0

0

При проектировании балки принимаем значение ширины полок на всех участках одинаковой. Определение значения толщины стенки, значения толщины и ширины полок проведем в соответствии со следующим алгоритмом:

1. Задаем значение первого приближения из интервала

(1. 2),

2. Определяем минимально потребные величины ширины полок. Так как мы принимаем, что верхняя и нижняя полки одинаковые получаем

; (1. 3)

где — предел прочности клея.

3. Из неравенства определяем потребную толщину стенки, которую округляем в большую сторону до четного количества монослоев

; (1. 4)

; (1. 5)

где — предел прочности материала стенки.

4. Из условий (1. 6) находим значения толщин полок путем решения системы двух нелинейных неравенств. Найденные значения округляем в большую сторону до ближайшего целого числа слоев.

(1. 6)

где , — модули упругости материалов верхней и нижней полок соответственно; , — значения толщины верхней и нижней полок соответственно; , — значения ширины верхней и нижней полок соответственно.

5. Вычисляем новое значение эффективной высоты балки, после чего повторяем п. 2−5 до тех пор, пока итерационный процесс не обеспечит заданную степень сходимости.

(1. 7)

В результате проведения расчетов получили минимальную толщину полок

мм. (1. 8)

Конструктивно принимаем мм (рис1. 3).

Толщину стенки балки определяем из условия прочности на сдвиг по формуле (1. 5). Проводим расчет толщины стенки на каждом участке и округляем толщину до целого, кратного 4, числа монослоев. В результате расчетов толщина стенки — мм, количество монослоев —.

Полученное значение толщины полок округляем до целого числа монослоев. Результаты расчета значения толщины полок балки для каждого из участков приведены в табл.1.5.

Таблица 1.5 — Геометрические размеры сечения балки на участках

№ участка

1

2

3

4

5

1,44

1,44

1,44

1,44

1,44

1,92

1,92

1,92

1,92

1,92

1,92

1,92

1,92

1,92

1,92

Выполним проверку стенки балки на устойчивость.

Определим критический поток потери устойчивости стенки (Рис. 1. 3) по формуле

(1. 9)

где; (1. 10)

; (1. 11)

; (1. 12)

; (1. 13)

-линейный размер стенки на участке от начала балки (0) до координаты стойки балки (х1) (=3000 мм), -коэффициент опирания () [3], зависящий от упругих характеристик КМ и отношения сторон стенки.

Если неравенство выполняется и критические напряжения в стенке, рассчитанные по формуле (1. 9), не превышают предел прочности материала то проектирование толщины стенки заканчивают.

В случае не соблюдения условий устойчивости, используют два основных способа их обеспечения: увеличением толщины стенки за счет введения дополнительных слоев из основного материала или применением стенки с сотовым заполнителем. Выбор конструктивного решения определяется минимумом массы конструкции.

В данном случае условие устойчивости выполняется.

1.3 Проектирование стойки-балки

Для крепления подкоса к балке и обеспечения передачи усилий используем стойку-балку. На рис. 1.5 представлен эскиз выбранного конструктивно-технологического решения стойки-балки с указанием параметрических размеров.

Для изготовления стойки-балки выберем 30ХГСА с пределом прочности.

Рис. 1.5 Эскиз стойки-балки.

1.3.1 Расчет параметров пластины

Определим толщину д металлической пластины, используемой для передачи потока касательных усилий со стенки на стержень, по третей гипотезе прочности

; (1. 14)

где

Реакции в опоре —

Отсюда:

;;

где B=40 мм — ширина пластины.

Конструктивно принимаем.

1.3.2 Расчет вилки

Расчетное усилие для вилки составит (рис. 1. 6):

.

Рис. 1.6 Схема нагружения стойки-балки

По заданной нагрузке подбираем подшипник ШМ-15 с параметрами:

;

.

По значению внутреннего диаметра подшипника () подбираем значение диаметра крепежного элемента.

Материал крепежного элемента — 30ХГСА.

Определим толщину вилки из условия прочности крепежного элемента на смятие

; (1. 15)

где =15 мм.

Отсюда:

мм.

Проверим крепежный элемент на срез

Условие работы крепежного элемента на срез выполняется.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636−69) принимаем мм.

Определим наружный диаметр вилки из условия прочности на разрыв в ослабленном сечении

; (1. 16). Отсюда мм.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636−69) принимаем мм.

Из условия прочности вилки на срез до края, определим а — расстояние до края

; (1. 17)

;

.

Конструктивно принимаем а=7,5 мм.

Проверим выполнение условия прочности вилки на смятие

; (1. 18)

— условие прочности вилки на смятие выполняется.

1.3.3 Расчет клеевого соединения

Для соединения стойки-балки со стенкой используем клеевое соединение. Для склейки деталей используем клей ВК-9.

Конструктивно выбираем длину соединения l=100 мм, ширина пластины В=40 мм. Разбиваем поверхность пластины на 10 квадратов 20×20 (мм). Усилия в каждом квадрате возникают разные. Наиболее нагруженный квадрат будет под номером 1 (рис. 1. 7). В центре каждого квадрата условно ставиться болт эквивалентной площади.

Рис. 1.7 Схема нагружения клеевого соединения

Крутящий момент возникающий в пластине

(1. 19)

Сила возникающая от крутящего момента в 1 квадрате

(1. 20)

где м — расстояние от центра пластины до центра 1 квадрата.

Усилие приходящееся, на каждый квадрат от центральной силы

(1. 21)

где n=10 — количество квадратов.

Полное усилие определяется как геометрическая сумма

(1. 22)

Проверим выполнение условия прочности клеевого соединения на отрыв:

(1. 23)

где — площадь квадрата.

Клеевое соединение выдерживает приложенные нагрузки.

1.4 Проектирование узла крепления балки

Для крепления балки к фюзеляжу и передачи усилий используется стыковой узел. На рис. 1.8 представлен эскиз выбранного конструктивно-технологического решения стыкового узла с указанием геометрических размеров.

Рис. 1.8 — Эскиз узла крепления балки

Для изготовления узла крепления выберем 30ХГСА с пределом прочности.

1.4.1 Расчет параметров пластин

Выбираем максимальные результирующие усилия, действующие в стыковом узле (при первом расчетном случае)

Определим толщину дст стойки, используемой для снятия и передачи потока касательных усилий со стенки на стыковой узел. При определении толщины учитываем симметричность стыкового узла

; (1. 24)

Отсюда.

Так как полки одинаковые, суммарное усилие действует на половине расстояния.

Определим толщину дп пластины для верхней и нижней полок, используемой для передачи осевых усилий, возникающих в полках, на стыковой узел. При определении толщины учитываем распределение осевого усилия между верхней и нижней полкой

; (1. 25)

Отсюда;

где ширина пластины связана с шириной полки — b=18 мм.

Конструктивно принимаем толщину стойки и пластин.

1.4.2 Расчет клеевого соединения на стенке

Для соединения стойки-балки со стенкой используем клеевое соединение. Для склейки деталей используем клей ВК-9.

Конструктивно принимаем Ширина соединения — В=100 мм (рис. 1. 9).

Рис. 1.9 — Эскиз клеевого соединения узла крепления балки

Разбиваем поверхность пластины на 16 прямоугольников 54×25 (мм). Усилия в каждом прямоугольнике возникают разные.

Наиболее нагруженный прямоугольник будет под номером 1 (рис. 1. 9). В центре каждого прямоугольника условно ставиться болт эквивалентной площади.

Крутящий момент возникающий в пластине

(1. 19)

Сила возникающая от крутящего момента в 1 прямоугольнике

(1. 20)

где м — расстояние от центра пластины до центра 1 прямоугольника.

Усилие приходящееся, на каждый квадрат от центральной силы

(1. 21)

где n=16 — количество прямоугольников.

Полное усилие определяется как геометрическая сумма

(1. 22)

Проверим выполнение условия прочности клеевого соединения на отрыв:

(1. 23)

где — площадь квадрата.

Клеевое соединение выдерживает приложенные нагрузки.

1.4.3 Расчет проушины

При проектировании проушины расчетное усилие составит:

.

Конструктивно примем диаметр крепежного элемента.

Определим толщину проушины из условия прочности крепежного элемента на смятие.

Откуда мм.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636−69) принимаем мм.

Определим наружный радиус проушины из условия прочности на разрыв.

Откуда мм;

где К=4 — коэффициент концентрации.

Из условия прочности проушины на срез до края найдем а — расстояние до края

;.

Конструктивно принимаем а=4 мм.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636−69) принимаем мм. Проверим выполнение условия прочности проушины на срез — условие прочности проушины на срез выполняется.

2. Проектирование стержня

2.1 Проектирование поперечного сечения

Конструкция стержня состоит из двух частей: самого стержня и соединительных фитингов. Наиболее часто задачу проектирования стержня разбивают на два этапа: определение параметров основной части и законцовок, с последующим согласованием общих размеров.

В качестве критерия проектирования стержня будем использовать критерий минимума массы. Целевая функция имеет вид

. (2. 1)

В ходе проектирования стержня необходимо определить следующие параметры:

— R — средний радиус стержня;

— д — толщина стенки стержня.

Проектируемый стержень изготавливается пултрузией с дополнительными наружными слоями, выполненными намоткой под углом 90°. Включение в структуру пултрузионного стержня 2-х слоев материала с армированием 90° не оказывает существенного влияния на упругие и прочностные характеристики материала. Такое допущение дает возможность описать физико-механические свойства КМ такими зависимостями

Значения физико-механических характеристик материала стержня приведены в таблице 1.3.

Вследствие эксплуатации балки при нагружении двумя системами внешних сил, в подкосе может возникнуть как растягивающее, так и сжимающее усилие, что необходимо учитывать при проектировании. Расчетные значения нагрузок составляют

Определение геометрических параметров стержня проведем по следующему алгоритму:

1. Используя условие местной осесимметричной потери устойчивости определим минимальную потребную толщину стенки по формуле

. (2. 2)

2. Используя условия прочности при работе стержня на растяжение-сжатие определим минимальный радиус стержня по формуле

(2. 3)

3. Проверим выполнение условий общей потери устойчивости (2. 4) и местной неосесимметричной потери устойчивости

; (2. 4)

(2. 5)

где и — параметры волнообразования;

— длина стержня, мм.

В случае не выполнения условий общей и местной неосесимметричной потери устойчивости увеличиваем радиус до тех пор, пока условия не выполняться. При достижении существующих конструктивных ограничений на радиус стержня находим необходимую толщину стенки стержня при его максимальном радиусе.

В результате расчетов для проектируемого стержня получены следующие значения искомых параметров:

мм;

мм.

В связи с технологическими ограничениями принимаем значения искомых параметров:

мм;

мм.

2.2 Проектирование законцовок стержня

Для изготовления законцовок стержня, переходной втулки и оси, соединяющей пару ухо-вилка выберем 30ХГСА с пределом прочности. На рис. 2.1 представлен эскиз законцовки стержня с указанием геометрических размеров.

Рис. 2.1 — Эскиз законцовки стержня

2.2.1 Расчет параметров резьбовой части

Определим минимальный внутренний диаметр резьбы из условия прочности резьбы на срез

, (2. 6)

где: N - усилие в стержне:

Н;

k - коэффициент запаса: k=3;

Р - шаг резьбы: P=3 мм;

z - число витков резьбы: z=8;

— предел прочности материала:

МПа;

Отсюда мм.

Конструктивно принимаем резьбу М26Ч3 ГОСТ 9150–59 [1].

Проверим выполнение условия смятия резьбы

; (2. 7)

гдеd1 - внутренний диаметр резьбы: d1=23 мм;

— предел прочности материала на смятие:

МПа;

МПа.

Условие прочности на смятие резьбы выполняется.

Конструктивно принимаем длину резьбовой части законцовки lp=48 мм. Определим диаметр облегчающего отверстия d0 из условия прочности

; (2. 8)

Отсюда

мм.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636−69) принимаем (мм).

2.2.2 Расчет уха

Для устранения несоосности и перекоса отверстий уха и вилки предусматриваем установку шарнирного подшипника в отверстии уха.

В соответствии с усилием в стержне был выбран подшипник ШМ15 ГОСТ 3635–78 со следующими характеристиками (рис. 2. 1):

С=9200 Н;

dп=15 мм;

Dп=28 мм;

b1=12 мм;

b=8 мм.

Выполним Крепление подшипника в проушине, как показано на рис. 2.1 Конструктивно определяем толщину проушины Н=13 мм.

Определим наружный диаметр проушины из условия прочности на разрыв

; (2. 9)

Отсюда мм.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров (ГОСТ 6636−69) принимаем мм.

Проверим выполнение условия прочности проушины на смятие

; (2. 10)

— условие прочности проушины на смятия выполняется.

Из условия прочности на срез проушины до края определим а — расстояние до края

; (2. 11)

;

.

Принимаем а=3 мм.

2.2.3 Расчет крепежного элемента

Выполним проверку условия прочности на срез крепежного элемента, соединяющего вилку и проушину. Материал крепежного элемента 30ХГСА.

; (2. 12)

где d — внутренний диаметр подшипника, d=15мм;

— условие прочности крепежного элемента на срез выполняется.

Выполним проверку условия прочности на смятие крепежного элемента

; (2. 13)

— условие прочности крепежного элемента на смятие выполняется.

3. Расчет нервюр

3.1 Проектировочный расчет усиленных нервюр

Усиленные нервюры помимо сохранения аэродинамического контура и восприятия воздушной нагрузки, предназначены для восприятия больших сосредоточенных нагрузок от прикрепленных к ним агрегатам (от шасси, двигательных установок, баков, узлов подвески элеронов и закрылков и т. д.). Кроме того, усиленные нервюры применяются для восприятия касательных сил с контура обшивки и передачи их или на другой контур, или являются элементами местного усиления конструкции в местах, где происходит резкое перераспределение нагрузки (нервюры, окантовывающие вырез по люк шасси, бортовая нервюра и т. д.). Так как воздушная нагрузка значительно меньше действующих на нервюру сосредоточенных сил, то при проектировочном расчете ею обычно пренебрегают. Сечения поясов нервюр постоянные и при проектировочном расчете их можно определить по наибольшему изгибающему моменту, действующему в плоскости нервюры [4].

Проведем расчет усиленной нервюры расположенной в районе узла навески элерона.

Схема нагружения нервюры показана на рис. 3.2.

Т.к. реакции распределяются пропорционально изгибным жесткостям полок, которые, в свою очередь, пропорциональны квадрату высот, можем записать:

. (3. 1)

Второе уравнение для определения неизвестных:

; (3. 2)

где =8688 Н.

Отсюда можем найти R1 = 7155Н, а R2 = 1533H.

Крутящий момент определяется по формуле

, (3. 3)

где — расстояние от до центра жесткости сечения;

Определим центр жесткости (рис. 3. 1):

,

м

Рис. 3.1 Положение центра жесткости

Рис. 3.2 Схема нагружения силовой нервюры

Формой поперечного сечения для нервюры был выбран швеллер. Полки будут иметь угол укладки, а стенка -. Стенка и полка изготавливается из стеклопластика. Свойства материала приведены в таблице 1.3.

Проектирование нервюры производится на основе разделения функций ее элементов (изгибающих момент и осевая сила воспринимаются полками, а поперечная сила — стенкой). Условием оптимальности нервюры является минимум погонной массы, определяемой выражением:

, (3. 4)

где , — плотности материалов полки и стенки соответственно;

— ширина полок;

— толщина заплечиков.

Ограничениями на проектные параметры нервюры являются условия прочности полок и стенки, а также их соединения:

; (3. 5)

; (3. 6)

; (3. 7)

, (3. 8)

где, , , — пределы прочности КМ верхней и нижней полок, стенки, а также соединяющего их материала соответственно;

— эффективная высота стенки:

, (3. 9)

где — строительная высота стенки.

Из условия (3. 8) с учетом (3. 9) запишем выражение для определения минимального потребного значения ширины полок [3]:

, (3. 10)

где — максимальное поперечное усилие, действующее в лонжероне;

— предел прочности соединения (т.е. клея), FC= 29,4 МПа;

— текущая строительная высота стенки.

Определяем минимальную потребную ширину

.

. (3. 11)

Однако при такой ширине полок условие их прочности не будет выполняться, следовательно, ширина полок по длине балки принимается.

Определим толщину полок

, (3. 12)

где — максимальный изгибающий момент, = 1387,2·103 Н·мм;

FП — предел прочности материала полки, FП = 280 МПа.

Толщину полок округляем в большую сторону до целого количества слоев, причем так, чтобы полки не теряли устойчивость, поэтому принимаем толщину полки равную 1,25 мм.

Толщину стенки определим по формуле

(3. 13)

где, — максимальное поперечное усилие, действующее в лонжероне;

— предел прочности материала стенки, FC= 280 МПа;

— минимальная строительная высота стенки

Толщину стенки округляем в большую сторону до целого количества слоев и кратных 4. Принимаем.

3.2 Расчет устойчивости стенки нервюры

Принимаем, что стенка воспринимает только поперечную силу, от действия которой в плоскости стенки возникает поток касательных усилий. Формула Эйлера для определения критических усилий, при которых происходит потеря устойчивости стенки, имеет вид:

, (3. 14)

где — изгибные жесткости КМ стенки, которые вычисляются по формулам:

где Еx, Еy - модули упругости стеклопластика;

дct - толщина стенки, мм;

мxy, мyx - коэффициенты Пуассона пакета стенки;

Gxy - модуль сдвига пакета стенки;

— коэффициент опирания, который зависит от упругих характеристик КМ стенки и отношения сторон стенки;

а — длина рассматриваемого участка между передним лонжероном и задней стенкой,;

Критические напряжения, вычисленные по формуле (3. 14), не должны превышают предела прочности материала стенки

(3. 15)

Данные для расчета приведены в табл.3.1.

Таблица 3.1 — Данные для расчета стенки на устойчивость

дct,

мм

х,

мм

D1•103Н•мм

D2•103

Н•мм

D3•103

Н•мм

D1/D2

D1/D3

Н/мм

qd

Н/мм

1

1522

2,145

1,43

1,224

1,5

1,752

168,1

39,9

14,47

Действующие напряжения (qd) не должны превышать критические (qкр). Как видим, условие устойчивости стенки выполняется (qd< qкр).

В проектируемом крыле 10 силовых нервюр (КП. 407. 458 м. 08 В. 13. 00. 00. 09СБ). Проектировочный расчет всех нервюр аналогичен выше указанному алгоритму.

4. Расчет обшивки крыла

Обшивка крыла образует внешнюю поверхность крыла. От качества поверхности крыла в определенной степени зависят его аэродинамические характеристики.

Обшивка может быть гладкой или трехслойной. Соединение обшивок в местах стыка может быть встык или внахлест. Наиболее простым является соединение внахлестку, но оно вызывает наибольшее аэродинамическое сопротивление. Наилучшим в аэродинамическом отношении и получившим, поэтому наибольшее распространение на современных самолетах является соединение встык. При соединении обшивок встык необходимо предусматривать обязательный температурный зазор равный 1 мм. Стык обшивок осуществляется по элементам силового каркаса: лонжеронам, стрингерам, нервюрам [2].

На современных самолетах применяется трехслойная обшивка. Несущие слои чаще всего выполняются из стеклоткани или углеткани, а в качестве заполнителя — пенопласт или сотовый заполнитель. Несущие слои приклеиваются к заполнителю.

Трехслойная обшивка имеет ряд преимуществ по сравнению с гладкой. Трехслойная обшивка имеет большую поперечную жесткость, а следовательно и высокие критические напряжения. Также она обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Но трехслойная обшивка имеет и недостатки. Технология изготовления сложна, сложен контроль качества склейки несущих слоев к заполнителю, затруднен ремонт обшивки. Большие трудности встречаются при осуществлении стыков частей обшивки. Необходимо обеспечивать соединение не только несущих слоев, но и заполнителя, который обеспечивает их совместную работу.

В данном проекте обшивка крыла изготовляется из стеклопластика (табл.1. 3).

4.1 Проектирование обшивки

Расчет обшивки будем вести на участках между нервюрами, так как в этих местах необходимо обеспечить выполнение условий устойчивости и прогиба. Для этого разделим обшивку на 3 участка. Геометрические размеры и нагрузки на участках (рис. 4. 1) приведены в табл.4.1.1 участок — между бортовой и первой нервюрой, 2 участок — между первой и второй нервюрой, 3 участок — между второй нервюрой и третьей нервюрой (КП. 407. 458 м. 08 В. 13. 00. 00. 00 СБ). Нагрузки действующие на крыло на этих участках были рассчитаны в прочностном расчете.

Рис. 4.1 Участки обшивки

Таблица 4.1 — Геометрические размеры участков и нагрузки на них

Номер участка

Размер участка (а< b)

Mz, Н мм

1

а = 400

b = 1880

6 037 000

2

а = 400

b = 1880

6 753 000

3

а = 400

b = 1880

2 481 400

Определим моменты, действующие в контурах:

(4. 1)

(4. 2)

, (4. 3)

где — площадь контуров:

мм2;

мм2;

мм2;

Полученные значения моментов для каждого участка сведем в табл.4. 2

Рассчитаем потоки касательных усилий к контурах:

(4. 4), (4. 5), (4. 6)

Полученные значения в табл.4. 2

Таблица 4.2 — моменты, и потоки касательных усилий, действующие в контурах

Номер участка

М, Н мм

q, Н/мм

М1105

М2106

М3105

q1

q2

q3

1

0,181

5,822

0,034

1,777

10,08

0,773

2

0, 202

6,512

0,038

1,988

11,27

0,865

3

0,074

2,393

0,014

0,730

4,14

0,317

Следовательно, нагрузка, действующая на обшивку qd составляет: 1 участок — 10,08 Н/мм, 2 участок — 11,27 Н/мм, 3 участок — 4,14 Н/мм.

Расчет гладкой обшивки

Толщину обшивки рассчитываем из условия прочности по формуле

, (4. 7)

где — толщина монослоя;

— предел прочности материала на сдвиг.

Полученные значения толщин обшивок для каждого участка равны 0,5 мм.

В связи с технологическими оганичениями увеличим значение велчины обшивки до 4 мм.

Проверим полученные значения толщин обшивок на соблюдения условий устойчивости и прогиба.

Проверка на устойчивость:

Рассчитаем изгибные и крутильные жесткости для каждого участка:

Определим коэффициент операния k для каждого участка, данные сведем в табл.4. 3:

Таблица 4.3 — Данные для расчета стенки на устойчивость.

Номер участка

b/a

D1/D2

D3/D1

k

1

2,686

1

0,571

5,14

2

2,686

1

0,571

5,14

3

2,686

1

0,571

5,14

Определим критические касательные усилия для каждого участка:

(4. 8)

Должно выполняться условия, сравнивая данные занесенные в табл.4. 4, можно сделать вывод, что условие по устойчивости обшивки выполняется

Таблица 4.4 — Значения критических и действующих усилий

Номера участков

qкр, Н/мм

qd, Н/мм

1

264,599

10,08

2

264,599

11,27

3

264,599

4,14

Проверим по допускаемым прогибам

(2. 9)

где k1 — ограничение на относительный прогиб, 0,01;

р — распределение давления по хорде.

Полученные значения для каждого участка занесем в табл.4. 5

Таблица 4.5 — Данные для расчета обшивки на прогибы.

Номера участков

Р

1

0,0086

0,0088

2

0,008

0,0088

3

0,0076

0,0088

Условия выполняется.

Обшивка приклеивается к полкам нервюр и лонжеронов клеем ВК — 9. Проводиться поэтапная склейка: вначале внутренняя, а затем наружная.

5. Расчет элерона

Элероны служат для обеспечения поперечной управляемости самолета. Они представляют собой рулевые поверхности, расположенные на концах крыла у задней кромки и отклоняемые вверх или вниз. Отклонение одного элерона вверх, а другого вниз приводит к созданию поперечного момента, вызывающего крен самолета.

К элеронам предъявляются следующие основные требования:

1) эффективность на всех режимах полета самолета;

2) минимальное сопротивление в неотклоненном положении;

3) минимальный момент рыскания при крене, при этом разворот самолета должен происходить в сторону крена;

4) малые шарнирные моменты;

5) полная весовая балансировка при наименьшей массе балансировочных грузов;

6) исключение возможности заклинивания при деформациях крыла в полете;

7) простота монтажа и демонтажа элерона на крыле при обеспечении взаимозаменяемости.

5.1 Параметры элерона, его навеска на крыле

Длина элерона составляет 3 м, хорда элерона — 0,358 м (КП. 407. 458 м. 08 В. 13. 00. 00. 02. СБ).

До конца крыла элерон обычно не доводят, чтобы предотвратить ранний срыв потока при его отклонении в концевых сечениях крыла, приводящий к увеличению лобового сопротивления и уменьшению эффективности поперечного управления.

В сечениях крыла, где расположен элерон, при отклонении последнего изменяются кривизна профиля и угол атаки. Это приводит к появлению дополнительных аэродинамических сил. На полукрыле с отклоненным вниз элероном коэффициент подъемной силы увеличивается, а на полукрыле, где элерон отклонен вверх, уменьшается. Эта разность в подъемных силах вызывает крен самолета в сторону полукрыла с отклоненным вверх элероном. Отклонение элеронов приводит и к изменению лобового сопротивления обеих половин крыла. При отклонении элеронов на одинаковые углы вверх и вниз лобовое сопротивление поднятого полукрыла (элерон на ней отклонен вниз) может оказаться больше сопротивления опущенного полукрыла (элерон на нем отклонен вверх). Это создаст момент рыскания в сторону поднятого полукрыла, что противоречит условиям нормального пилотирования, требующим разворота самолета в сторону крена.

Для обеспечения разворота в сторону крена при нейтральном положении руля направления необходимо, чтобы коэффициент лобового сопротивления опущенного полукрыла, на котором элерон отклонен вверх, был больше коэффициента лобового сопротивления, поднятого полукрыла, на котором элерон отклонен вниз.

Достичь этого можно тремя способами:

1) смещением оси вращения элерона к его нижней поверхности. Здесь при отклонении элерона вниз носок его не выводит за габаритные размеры крыла, чем обеспечивается плавность обтекания. При отклонении же элерона вверх носок его выходит в поток, плавность обтекания нарушается, что приводит к значительному увеличению сопротивления;

2) применением дифференциальных элеронов, у которых углы отклонения вверх больше, чем углы отклонения вниз. Отклонение элерона вверх на больший угол приводит к большему увеличению кривизны профиля в сечениях, занятых элероном, и, следовательно, и к большему значению коэффициента лобового сопротивления, чем при отклонении элерона вниз на меньший угол;

3) комбинацией первых двух способов.

При полете на больших, близких к критическим, углах атаки на полукрыле, на котором элерон отклонится вниз, может наступить срыв потока, что вызовет падение коэффициента подъемной силы. При этом коэффициент подъемной силы на полукрыле с отклоненным вниз элероном, может оказаться меньше коэффициента подъемной силы полукрыла с отклоненным вверх элероном, что вызовет крен самолета в сторону, противоположную требуемой. Такое нарушение поперечной управляемости при полете на больших углах атаки особенно опасно при посадке и взлете.

В данной работе используется дифференциальный элерон, углы поворота которого вверх и вниз составляют 25є и 15є соответственно.

Элерон навешивается на крыле на двух или более узлах. Осуществить навеску элерона на двух узлах технологически проще, в этом случае легче обеспечиваются требования взаимозаменяемости, и уменьшается возможность заклинивания элерона при деформации крыла в полете. При увеличении числа опор уменьшаются величины перерезывающих сил и изгибающих моментов, что ведет к снижению, массы элерона, уменьшаются его прогибы, что выгодно в аэродинамическом отношении, повышается живучесть. Но одновременно увеличивается возможность заклинивания элерона при деформации крыла, усложняется технологический процесс навески элерона и обеспечение требований взаимозаменяемости. С целью более простого обеспечения требований взаимозаменяемости элерон иногда навешивается на ориентирующихся по размаху кронштейнах. При этом один из кронштейнов крепится жестко, чтобы элерон не мог перемещаться вдоль оси вращения. Выбор числа опор в большой степени зависит от размеров элерона.

В данной работе элерон навешивается на крыле на двух узлах. Схема крепления элерона к крылу показана на сборочном чертеже.

Рычаг управления элероном с целью уменьшения максимального крутящего момента, а, следовательно, и массы элерона, желательно размещать в сечении, в котором крутящей момент справа и слева будет одинаковым. Однако по ряду соображений общей компоновки крыла это не всегда может быть осуществлено. Часто рычаг управления элероном находится в его корневых сечениях. В этом случае упрощается проводка управления, масса ее получается меньшей, рычаг управления элероном из-за большей строительной высоты в этих сечениях может либо совсем не выходить за обводы крыла, либо выходить незначительно, что улучшает аэродинамику. Но в любом случае рычаг управления желательно размещать в сечении узла навески. Если этого не сделать, то от усилия в тяге управления элерон будет нагружаться изгибающим моментом, причем величина его будет тем больше, чем дальше от узла будет располагаться рычаг управления.

5.2 Аэродинамическая компенсация элеронов

При отклонении элерона действующая на него аэродинамическая сила создает относительно оси вращения момент, который называется шарнирным.

При больших размерах элерона или значительных скоростях полета действующая на элерон сила может быть очень большой, а следовательно, и большим будет шарнирный момент.

Для уменьшения величины шарнирного момента, а значит, и для облегчения усилия при отклонении элерона применяются различные типы аэродинамической компенсации. Основным требованием к аэродинамической компенсации является обеспечение ее эффективности при возможно меньшем ухудшении аэродинамики крыла. Применяются следующие виды аэродинамической компенсации: роговая, осевая, внутренняя и сервоком-компенсация. В данном проекте для элерона применяем осевую аэродинамическую компенсацию.

Осевая аэродинамическая компенсация осуществляется смещением оси вращения элерона назад, что приводит к уменьшению величины шарнирного момента из-за уменьшения плеча силы. Таким образом, осевой компенсатор представляет собой площадь элерона, расположенную впереди его оси вращения. Размеры осевых компенсаторов колеблются в широких пределах и доходят до 25% площади элерона. Дальнейшее увеличение площади осевого компенсатора может повести к перекомпенсации. В данном проекте осевая компенсация принята 20%. К недостаткам осевой компенсации следует отнести возникновение дополнительного сопротивления при выходе за габаритные размеры крыла носка элерона при больших углах отклонения, Этот недостаток особенно сильно проявляется при больших относительных размерах осевой компенсации.

Из всех видов аэродинамической компенсации осевая компенсация получила наибольшее распространение.

5.3 Нагрузки, действующие на элерон

На элерон в полете действуют аэродинамические силы.

Величина и распределение нагрузки определяются по результатам продувок в аэродинамической трубе при неотклоненном и отклоненном положении элерона. Силами тяжести конструкции элерона ввиду их малости пренебрегают.

При отсутствии результатов продувки используют распределение нагрузки по размаху и по хорде элерона показанное на рис 5. 1

Распределение нагрузки по хорде берется по трапеции, причем высота ординаты нагрузки у передней кромки равна, а у задней кромки равна [7].

Распределение нагрузки по размаху — пропорционально хордам, но на концевом участке элерона, равном 0,1 полуразмаха крыла, ординаты нагрузки удваиваются. Если концевая кромка элерона отстоит от конца крыла более чем на 0,1 полуразмаха крыла, то увеличение удельной нагрузки на конце элерона не делается.

Рис. 5.1 Распределение нагрузки

Определим величину скоростного напора для элерона:

, (5. 1)

где — плотность воздуха, кг/м3;

— максимальная скорость самолета, м/с;

а величину по формуле:

(5. 2)

Па;

Па.

Определим распределение нагрузки на элерон по размаху:

Н/м (5. 3)

где — хорда элерона.

Величина нагрузки по размаху будет иметь постоянное значение Н/м.

Опоры элерона, строго говоря, упругие, но в расчетах их обычно считают жесткими ввиду относительно большой изгибной жесткости крыла.

Опоры расположим так, чтобы максимальный изгибающий момент был наименьшим. Методом перебора (меняя расположение опор) определили, что наименьший изгибающий момент возникает при таком расположении опор, как показано на рис. 5.2 Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов приведены на рис. 5.2.

Рис. 5.2 Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов

5.4 Проектирование лонжерона элерона

Лонжерон обычно представляет собой балку швеллерного или двутаврового сечения. В данном проекте лонжерон представляет собой швеллер. К лонжерону крепятся узлы навески элерона и тяга управления им.

Полки и стенка лонжерона элерона будут изготавливаться из углеткани, характеристики материала приведены в табл.1. 3

Обобщенные нагрузки на элерон приведены в табл.5.1.

Таблица 5.1 — Величины поперечных сил и изгибающих моментов

Qy, H

Mz Hмм

288,8

79 420

Проектирование балок производится на основе разделения функций ее элементов (изгибающих момент и осевая сила воспринимаются полками, а поперечная сила — стенкой). Условием оптимальности балки является минимум погонной массы, определяемой выражением:

, (5. 4)

где , — плотности материалов полки и стенки соответственно;

— ширина полок;

— толщина заплечиков.

Ограничениями на проектные параметры балки являются условия прочности полок и стенки, а также их соединения:

; (5. 5),; (5. 6)

; (5. 7),, (5. 8)

где, , , — пределы прочности КМ верхней и нижней полок, стенки, а также соединяющего их материала соответственно;

— эффективная высота стенки:

,

Н=100 мм — строительная высота стенки.

На основании допущения, выражение принимает вид:

. (5. 9)

Из условия (3. 8) с учетом (3. 9) запишем выражение для определения минимального потребного значения ширины полок:

, (5. 10)

где — максимальное поперечное усилие, действующее в лонжероне;

— предел прочности соединения (т.е. клея), МПа.

Конструктивно ширина полок по длине балки для лонжерона элерона принимается.

Для определения значений толщины полок следует воспользоваться алгоритмом, приведенным в работе [3], выведенным из условия прочности.

1. Для произвольно заданных значений вычисляются толщины, при которых условия прочности для верхней полки будут выполняться.

2. Подставляем найденные пары величин в условие прочности для нижней полки.

3. Фиксируем найденные значения и проверяем, чтобы условие удовлетворяли все сочетания толщин полок (значения толщин полок пересчитаны на целое число монослоев).

Используя для расчета программу MathCAD, получили значения верхней и нижней полок 0,96 мм (8 слоев).

4. Для определения параметров стенки достаточно взять наибольшую поперечную силу.

Толщина стенки определяется по следующей зависимости [3]:

, (5. 11)

где: — максимальное значение поперечной силы;

— предел прочности материала стенки, МПа;

Толщину полок округляем в большую сторону до целого количества слоев, причем так, чтобы полки не теряли устойчивость, а толщину стенки — до количества слоев кратных 4.

Толщина стенки лонжерона 0,96 мм (8 слоев).

Расчет устойчивости стенки лонжерона

Принимаем, что стенка воспринимает только поперечную силу, от действия которой в плоскости стенки возникает поток касательных усилий.

Формула Эйлера для определения критических усилий, при которых происходит потеря устойчивости стенки, имеет вид:

, (5. 12)

где: — изгибные жесткости КМ стенки, которые вычисляются по формулам:

(5. 13)

где: Еx, Еy - модули упругости углепластика с армированием ±45;

дct - толщина стенки, мм;

мxy, мyx - коэффициенты Пуассона пакета стенки;

Gxy - модуль сдвига пакета стенки;

— коэффициент опирания, который зависит от упругих характеристик КМ стенки и отношения сторон стенки [6];

1) а — длина рассматриваемого участка,.

Критические напряжения, вычисленные по формуле (5. 12), не должны превышают предела прочности материала стенки

(5. 13)

Данные для расчета приведены в таблице 5.2.

Найдем действующие касательные усилия в стенке по формуле:

(5. 14)

Действующие напряжения, вычисленные по формуле (5. 14), не должны превышают предела прочности материала стенки, а главное критических напряжений:

(5. 15)

(5. 16)

Таблица 5.2 — Данные для расчета стенки на устойчивость

дct,

мм

D1•104Н•мм

D2•104

Н•мм

D3•104

Н•мм

D1/D2

D1/D3

Н/мм

Н/мм

0,96

0,972

0,972

0,414

1

2,438

168. 1

2. 282

1. 635

Условие устойчивости стенки выполняется (qd< qкр).

5.5 Расчет обшивки элерона

КТР лонжерона представлено на рис. 5. 3

Рис. 5.3 КТР лонжерона

Элерон заполняется пенопластом по шаблонному методу, после соединения лонжерона с проушинами. Толщину обшивки элерона рассчитываем по алгоритму, описанному выше (см. п. 4), толщину обшивки принимаем равную 1 мм.

5.6 Расчет узлов навески

Управляющие поверхности самолета: рули, элероны, триммеры, гасители подъемной силы и другие элементы соединяются с неподвижными частями конструкции самолета при помощи узлов навески (соединение «ухо-вилка»), основными элементами которых являются кронштейны.

Форма кронштейнов зависит от того, к каким силовым элементам конструкции они крепятся. Так, кронштейн, который устанавливается на плоской стенке, как правило, выполняется плоским. Часто кронштейны устанавливаются на двухпоясных плоских балках типа лонжеронов или нервюры. В этом случае кронштейн может быть выполнен или в виде трехзвенной фермы, или в виде плоской, зашитой стенкой рамы.

Представим кронштейн в виде рамы, закрепленной на двух опорах, которыми являются болты крепления подошвы кронштейна. При проектировании кронштейна чаще всего его рассматривают как двухпоясную плоскую балку. При этом принимают, что изгибающий момент полностью воспринимается поясами, а перерезывающая сила — стенкой. В нашем проекте мы приняли, что кронштейн является силовым элементом, продолжением силовой нервюры (частью стойки балки КП. 407. 458 м. 07 В. 13. 00. 00. 01СБ). На основании проведенных расчетов запишем порядок проектирования кронштейна (алгоритм проектирования). КТР кронштейна представлен на рис. 5. 4

Заданы: R — нагрузка на кронштейн, приложенная на оси вращения управляемой поверхности, R=1008 Н (см. п. 5. 3); l — расстояние от точки приложения нагрузки до плоскости крепления кронштейна на двухпоясной балке, l = 0,2 м; Вmax — возможная максимальная ширина основания кронштейна из условия подхода при установке его между поясами лонжерона, В=0,13 м.

Рис. 5.4 КРТ кронштейна

Ширину В выбирает с целью уменьшения массы, следовательно, разносить пояса кронштейна возможно дальше, т. е. до значения Вmax. Кронштейн выполняется из материалов Д16 (=450МПа).

1. По заданной силе подбирают подшипник, устанавливаемый в проушину. По данным проушины определим геометрические параметры вилки на кронштейне. Подшипник запрессовывается в проушине по соответствующей посадке и кернится.

Толщина проушины должна быть равна

,

где ап — ширина внешней обоймы подшипника;

с — расстояние от края проушины до внешней обоймы подшипника.

Для допускаемой нагрузки Р=1008 Н по ГОСТ 8338–75 выбираем подшипник ШМ5 с такими геометрическими параметрами:

наружный диаметр D=14 мм;

внутренний диаметр d=5 мм;

ширина внутреннего кольца В=6 мм;

2. Определяют размеры проушины и вилки. Расчет проушины ведется не на смятие, а на разрыв, так как соединение подшипника с проушиной неподвижное и усм= 315МПа. Диаметр оси, соединяющего кронштейн навески узлов, определяют по внутреннему диаметру подшипника. Применяем стандартные оси диаметром 5 мм по ГОСТ 9650–80.

Из условия разрыва в ослабленном сечении определяем ширину, т. е.:

, (5. 17)

где — коэффициент концентрации,.

,

мм.

В соответствии с рядом нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636– — 69 и по конструктивно — технологическим соображениям принимается D = 16 мм.

Толщина стенок вилки равна 6 мм (1 стенка — 3мм), зазоры для возможности поворота подшипника 0,5 мм и паза под проушину 6мм — составляют общую ширину вилки равную 13 мм;

3. Определяют конфигурацию кронштейна. Из основания, ограниченного размером Вmах, проводим линии по обшивке, а затем касательные к вилке. Они будут являться границей поясов кронштейна;

4. Определяют площадь сечения поясов кронштейна. Ширину кронштейна принимают постоянной, равной толщине проушины. В зоне перехода с вилки кронштейн переходит в двутавр.

Толщина пояса кронштейна остается постоянной по его длине — дкр= 5 мм, ширина — bmax= 30 мм, bmin= 26 мм.

Стенку выполняют постоянной толщины — дст= 5 мм. Материал стенки убирают с помощью вырезов;

5. Рассчитывают болты крепления кронштейна. Болты подбирают из условия работы на разрыв и срез. Для уменьшения нагрузки на болты их следует размещать как можно дальше от оси кронштейна, располагая на уровне поясов. Ширину основания, на которой располагаются болты (рис. 5. 4), желательно брать как можно меньшей для уменьшения влияния местного изгиба основания под каждым болтом. При этом минимальное расстояние от стенки кронштейна до оси болта определяется из условия возможности подхода гаечным ключом. Если для передачи осевой и перерезывающей сил достаточно крайних болтов, то целесообразно убрать среднюю часть основания. Этим облегчают сборку и уменьшают поверхность основания, которую надо обрабатывать для точного прилегания ее к стенке.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой