Читайте также:
|
|
С ростом размеров люка увеличивается роль его окантовки, которая оказывает сильное влияние на силовую схему фюзеляжа, вплоть до частичного ее изменения. Поэтому часто отсеки с большими вырезами проектируют параллельно с разработкой общей конструктивной схемы. Необходимость этого объясняется тем, чтр наличие больших вырезов приводит к изменению характера работы элементов фюзеляжа, особенно при кручении, а также вносит изменения в конструктивную схему не только непосредственно у контура выреза, но и в смежных отсеках.
Большие вырезы закрываются силовыми крышками, характеризующимися большой собственной жесткостью и наличием силовых узлов в местах соединения с окантовкой. В большинстве случаев крышки таких вырезов по эксплуатационным соображениям нецелесообразно прикреплять большим числом соединительных элементов.
Основное внимание при проектировании больших вырезов уделяется разработке окантовки в виде двух сильных торцевых шпангоутов 1 и двух усиленных продольных балок — бимсов 2 (рис. 5).
Большие вырезы характеризуются длиной, поскольку в зависимости от ее величины существует принципиальное различие в нагружении элементов. Вырезы длиной называются длинными, а длиной — короткими.
При определении параметров длинных вырезов учитывают главным образом величины нормальных напряжений в сводах и боковинах, пропорциональные длине вырезов, и кроме того, жесткость в собственной плоскости торцевых шпангоутов и поперечную изгибную жесткость бимсов. Второстепенным фактором можно считать жесткость промежуточных шпангоутов на длине выреза.
В фюзеляжах с короткими вырезами, наоборот, нормальные напряжения меньше, чем напряжения от сдвига, и соответственно меньше потребная жесткость торцевых шпангоутов. Роль бимсов в обоих случаях — наиболее ответственная.
Размер выреза по окружности (по обводу) имеет определенные ограничения. Допустимой величиной можно считать длину дуги выреза . В противном случае величина момента инерции сечения фюзеляжа в месте выреза, близкого к диаметру, может потребовать чрезвычайно большого увеличения массы конструкции
(в некоторых случаях до восьми раз). Величина касательных напряжений, наиболее чувствительная к размерам выреза по обводу, при увеличении размера до возрастает вдвое по сравнению с величиной напряжений в сечении без выреза. Кроме того, известно, что с увеличением размера выреза по обводу центр жесткости сечения перемещается за контур сечения в противоположную сторону от выреза, увеличивая таким образом плечо сил, что приводит к возрастанию изгибающего момента, действующего на бимсы, и особенно потоков сил в обшивке.
При проектировочном расчете фюзеляжа в месте длинного выреза конструкцию условно можно представить в виде двухпоясной балки, пояса которой составляются из бимсов с прилегающими к ним боковинами, а стенкой ее является целая часть полусвода (верхняя или нижняя — в зависимости от расположения выреза).
Эта схема справедлива при нагружении горизонтальными перерезывающей силой и изгибающим моментом .
При нагружении вертикальными перерезывающей силой и изгибающим моментом расчетная схема выглядит иначе: поясами являются с одной стороны целый полусвод, а с другой — оба бимса. Стенками служат обе боковины.
Более сложная система образуется при нагружении этой условной балки крутящим моментом . В этом случае приходится делать допущение, что воспринимается не всем контуром, а только боковинами, которые в свою очередь уравновешиваются в защемлении на торцевых шпангоутах.
Параметры элементов отсека в месте выреза выбирают исходя из следующих соображений.
1. Параметры фюзеляжа, определенные для замкнутой части, можно считать исходными и неизменными вплоть до торцевых шпангоутов, исключая бимсы, выходящие за зону выреза. Эта предпосылка позволяет подходить к проектированию вырезанной части, имея готовыми для предварительного решения сечения элементов и их расстановку.
2. В процессе расчета в качестве определяющих целесообразно принять нагрузки для наиболее характерного режима и по ним в дальнейшем определять параметры (например, для пассажирского самолета может быть выбран режим действия на горизонтальное оперение уравновешивающей силы и сил от воздушного вертикального порыва, для маневренного самолета может оказаться более подходящим случай нагружения вертикального оперения нагрузкой при маневре).
Бимсы, окантовывая вырез, обычно не оканчиваются на торцевых шпангоутах, а продолжаются в замкнутой части фюзеляжа на длину (рис. 6), на которой происходит передача сил через заклепки на обшивку.
Рис. 6
При этом в местах связи бимса возникает поток касательных усилий .
Площадь сечения бимса максимальна в середине пролета, а к концам она уменьшается. Длина , на которой
должно произойти затухание осевых сил, зависит от относительных размеров выреза В, от жесткостей торцевых шпангоутов EJ шп, от толщины обшивки обш и расстояния между шпангоутами а.
Ее величину определяют по формуле .
Расчетная длина получается очень большой, поэтому в проектировочных расчетах принимают .
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 30 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |