Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Выбор основной системы





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Силовые шпангоуты самолета.

(Построение эпюр внутренних силовых факторов)

Введение.

Для того, чтобы в конструкции фюзеляжа самолета или вертолета фактически реализовывалось бы рациональное напряженное состояние тонкостенного бруса, необходимо обеспечить, чтобы основные нагрузки воспринимались фюзеляжем через шпангоуты. Шпангоуты, через которые на фюзеляж передаются сосредоточенные силы, называются силовыми. Местные воздушные нагрузки, действующие на фюзеляж, воспринимаются и передаются на обшивку с помощью рядовых шпангоутов. Однако роль этих нагрузок незначительна. Основным назначением рядовых шпангоутов является обеспечение неизменности контура поперечного сечения фюзеляжа (шпангоуты противодействуют сплющиванию сечений фюзеляжа при его изгибе). Как силовые, так и рядовые шпангоуты трансформируют как распределенные, так и сосредоточенные внешние нагрузки в потоки касательных сил, передаваемых на обшивку. Именно таким силам обшивка сопротивляется наилучшим образом.

Для того, чтобы поддерживать рациональное напряженное состояние фюзеляжа, шпангоуты сами должны обладать достаточной прочностью и жесткостью.

В данной работе рассматриваются типовые примеры нагружения силовых шпангоутов, а также состояние рядового шпангоута при сплющивании фюзеляжа от изгиба.

 

Используется следующая терминология

Виды симметрии

a) Двойная прямая симметрия – внешняя нагрузка прямо симметрична относительно обоих основных осей шпангоута - как относительно вертикальной, так и относительно горизонтальной.

b) Двойная обратная симметрия – внешняя нагрузка обратно симметрична относительно обоих основных осей шпангоута - как относительно вертикальной, так и относительно горизонтальной.

c) Смешанная двойная – внешняя нагрузка прямо симметрична относительно одной из двух взаимно перпендикулярных осей, но обратно симметрична относительно другой.

Наименования осей

a) Ось прямой симметрии – ось, относительно которой внешняя нагрузка прямо симметрична.

b) Ось обратной симметрии – ось, относительно которой внешняя нагрузка обратно симметрична.

c) Ось сосредоточенных сил – ось на которой расположены точки приложения внешних сосредоточенных сил или моментов.

d) Начальная ось аргумента – ось, от которой отсчитывается аргумент функции изменения внешней погонной нагрузки.

Исходные данные.

Исходные данные задаются двумя цифрами: номером схемы нагружения и номером варианта числовых параметров. Рассматриваются круговые шпангоуты под действием внешних нагрузок, обладающих двойной симметрией. Если в задаче нет двойной симметрии, необходимо представить нагрузку в виде суммы двух состояний: прямо симметричного и обратно симметричного, и рассматривать то из двух состояний, для которого нет справочного решения (указывается преподавателем).

Для того, чтобы симметрия нагрузки проявилась более наглядно, следует разнести сосредоточенные силы (или сосредоточенные моменты), приложенные точно на оси симметрии, равными половинами по симметричным сечениям, бесконечно близким к оси симметрии.

Например, нагрузка на рис. 1.а. может быть представлена в виде, показанном на рис. 1.б.. Видно, что нагрузка обладает двойной обратной симметрией.

 

Выбор основной системы

Наличие симметрии в статически неопределимых задачах существенно снижает трудоемкость расчетов. Обычно наличие двух осей симметрии позволяет – при правильном выборе основной системы – свести задачу к одной лишней неизвестной, а в случае двойной обратной симметрии вообще не требуется привлечения аппарата метода сил - задача оказывается статически определимой.

2.1. При наличии двойной прямой симметрии нагрузки (схема №3 исходных данных) в качестве основной системы рекомендуется выбирать одну из систем на рис. 2: освобождение связей на взаимный поворот ("врезка шарниров") в двух симметричных сечениях. В этом случае лишнее неизвестное представляет собой самоуравновешенную систему 4-х моментов, симметричную относительно обеих осей симметрии нагрузки. Формально данная основная система является статически неопределимой, однако наличие двойной симметрии позволяет определить все реакции в связях основной системы из условий статики. При расчете грузового и единичного состояний такой основной системы определение реакций в шарнирах производится с помощью рассмотрения равновесия половины шпангоута, причем используется одно из уравнений равновесия: для варианта на рис. 2а или для варианта на рис.2.б.

2.2. В случае смешанной двойной симметрии нагрузки (схемы 1, 2, 4 исходных данных) одним из возможных вариантов освобождения лишних связей является вариант на рис. 2.а. Однако в данном случае лишние неизвестные обратно симметричны относительно горизонтальной оси – см. рис. 4.

 

 

 

При расчете грузового и единичного состояний основной системы на рис.3 для определения реакций в шарнирах используется уравнение для одной из половинок шпангоута.

В этом случае возможен также и другой вариант освобождения лишних связей, при котором не нарушается симметрия конструкции (см. рис. 4). Основная система на рис. 4 формально является геометрически изменяемой, однако, при данном типе симметрии нагрузки это не препятствует расчету напряженного состояния: основная система распадается на два независимые диска при нулевых реакциях в оставшихся между ними связях (вертикальные осевые силы и изгибающие моменты на горизонтальной оси симметрии равны нулю как прямо симметричные силы в сечениях на оси симметрии).

При выборе места освобождения лишних связей в задачах со смешанной двойной симметрией (рис. 1, 2, а также задача, к которой приводится задача 4) рекомендуется освобождать связи в симметричных сечениях на осях, проходящих через точки приложения сосредоточенных сил: для схем 1 и 2 освобождаются связи на взаимное поперечное смещение в двух симметричных сечениях шпангоута на горизонтальной оси; в схеме 4 ось сосредоточенных сил совпадает с осью прямой симметрии, поэтому освобождаются связи на взаимный поворот («врезка шарниров») в двух симметричных сечениях шпангоута на вертикальной оси.

 

2.3. Третью группу задач составляют задачи с двойной обратной симметрией нагрузки (схемы 5, 6). В этих задачах прямо симметричные усилия равны нулю в сечениях шпангоута, лежащих на обеих осях симметрии – вертикальной и горизонтальной. Вводить лишние неизвестные не нужно – задача статически определима. Для определения реакций следует рассматривать одну четверть шпангоута с приложенными к ней распределенными нагрузками и соответствующими долями сосредоточенных сил. В сечениях, ограничивающих эту четверть шпангоута, находящихся на обеих осях симметрии прямосимметричные реакции (N, M) равны нулю и остаются только две реакции: горизонтальная сила в сечении горизонтальной плоскостью симметрии и вертикальная сила в сечении вертикальной плоскостью симметрии (рис.5). Для их определения следует использовать уравнения:

; . Определение вклада внешних сил в эти уравнения может выхвать затруднения при наличии погонных нагрузок. Например, если шпангоут нагружен положительной (по часовой стрелке) постоянной погонной касательной нагрузкой , то на левой верхней четверти шпангоута равнодействующая этой нагрузки дает равные по величине проекции:

(направлена вправо); (направлена вверх).

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.