Суммарное распределение нагрузки в поперечном сечении воздухозаборника

    Рис. 16

Расчет нагрузок от внешних аэродинамических сил (для нижних значений pz производится по формулам: , (1. 7)

    . (1. 8)
    Принимаем значение pr = 2, 826 м;

Рассчитанные значения нагрузок по формулам (1. 7) и (1. 8) представлены в табл. 14, 15

    Таблица 14
    Суммарные значения нагрузок в случае А'
    х
    pycosj
    pzsinj
    qy
    qz
    qS, кг/м
    a, град
    0
    -1260cosj
    -83sinj
    -3561
    -235
    -3569
    3, 8
    0, 05
    -1072cosj
    -47sinj
    -3029
    -133
    -3032
    2, 5
    0, 1
    -883cosj
    -33sinj
    -2495
    -2838
    -93
    -2497
    -2840
    2, 13
    1, 88
    0, 153
    -681cosj
    -49sinj
    -1925
    -2138
    -138
    -2143
    3, 7
    x = 0, 1; -1589, 4 – 2495·0, 5 = -2838 кг/м;
    х = 0, 153; -1226 – 1925·0, 5 = -2139 кг/м.
    Таблица 15
    Суммарные значения нагрузок в случае Д'
    х
    pycosj
    pzsinj
    qy
    qz
    qS, кг/м
    a, град
    0
    1740cosj
    -93sinj
    4917
    -263
    4924
    3, 06
    0, 05
    1481cosj
    -58sinj
    4185
    -164
    4188
    2, 25
    0, 1
    1220cosj
    -42sinj
    3448
    3893
    -119
    3450
    3895
    1, 98
    1, 75
    0, 153
    941cosj
    -53sinj
    2659
    3024
    -150
    3028
    2, 84
    x = 0, 1; 0, 5·3448 + 2169 = 3893 кг/м;
    х = 0, 153; 0, 5·2659 + 1694 = 3024 кг/м.

2. 6. Нагрузки на болты крепления воздухозаборника к проставке

Воздухозаборник, соединенный болтами со средней частью гондолы двигателя, работает на изгиб по схеме консольной балки.

2. 6. 1. Определение нагрузок на болты крепления в случае А'

Для определения нагрузок на болты крепления воздухозаборника к проставке примем:

    – число болтов n = 12;
    – Dокр. болтов = 1440 мм;

Распределение суммарной погонной нагрузки в точках Д, С, В, А определяем как:

    qД = 3835 + 3777 = 7607 кг/м;
    qС = 3157 + 3046 = 6203 кг/м;
    qВ = 2526 + 2425 = 4951 кг/м;
    qА = 2000 + 1977 = 3977 кг/м.

Распределение суммарной погонной нагрузки по длине представлено на рис. 17 Распределение суммарной погонной нагрузки по длине воздухозаборника

    Рис. 17

Величина суммарной приведенной нагрузки R в центре давления определяется как:

R = ((7607 + 6703)/2 + (6203 + 4956)/2)·0, 19 + ((4956 + 3977)/2)·0, 202 = = 3274 (кг).

Для определения координаты центра давления определим суммарный изгибающий момент МА:

МА= 6203·0, 19·0, 487 + 4956·0, 19·0, 297 + 3977·0, 202·0, 101 + 1404·0, 19·0, 5·0, 518 + 1247·0, 19·0. 5·0, 329 + 979·0, 202·0, 5·0, 135 = 1056 кг·м.

    Координата центра давления хц. д. = 1056/3274 = 0, 3225 м .
    Расчетные нагрузки на болты определяем по формулам [6]:
    Рmax = 4M/nDокр. б. , (1. 9)
    Рmax = (4·0, 3235·3274)/(12·1, 44) = 245 кг .
    Срезающая нагрузка буртика (зуба) проставки:
    Рсрр = 3274 кг .

Вес воздухозаборника Gв-ка = 93 кг, хц. т. = 350 мм вперед от плоскости крепления к проставке. Нагрузки на болты крепления воздухозаборника от инерционных нагрузок представлены на рис. 18.

    Рис. 18
    Задаемся коэффициентом перегрузки n = 1, 5, тогда
    Ринрц = Gв-ка·n = 93·1, 5 = 140 (кг) .
    М = 0, 35·140 = 49 (кг·м) .
    Рб = (4·43)/(12·1, 44) = 11, 34 (кг) .
    Суммарный Мизг = = 1059, 271 (кг·м) .

Максимальная растягивающая нагрузка на болт Рболт = 245, 2 кг. Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие нагрузки приведены на рис. 19

Схема расположения крепежных болтов по контуру и суммарные действующие нагрузки

    Рис. 19

2. 6. 2. Определение нагрузок на болты крепления в случае Д'

Расчетные нагрузки на воздухозаборник по сечениям и по длине, точки приложения равнодействующих, рассчитанные значения моментов и перерезывающих сил приведены на рис. 20.

    Максимальное растягивающее усилие на болт:
    Рmaxр = 4М/4d = (4·0, 392·2400)/(12·1, 440) = 218 кг.

Срезающая нагрузка воспринимается буртиком проставки – Рсрр = 2400 кг. 2. 7. Проверка прочности воздухозаборника самолета

    2. 7. 1. Исходные данные для расчета

Внутренняя обшивка: D = 1, 8 мм, материал: сплав Д19, перфорация – диаметром 2 мм. Расчетные нагрузки на воздухозаборник в случае Д'

    Рис. 20

Заполнитель: ТССП-Ф-10П (ТУ-596-258-87), удельный весь заполнителя – g = 35±5 кг/м3; sсж = 15 кг/см2. Параметры заполнителя и перфорированной обшивки приведены на рис. 21.

    Параметры заполнителя и перфорированной обшивки
    Рис. 21
    Внешняя обшивка: D = 1, 2 мм, материал: сплав Д19.

Обечайка изготовлена из Д16Т, D = 1, 8 мм, травленная с D = 1, 8 мм до D= 1, 2 мм. Максимальный размер клетки 101 на 120 мм. Характерные размеры и сечения представлены на рис. 22

    Типовое сечение обечайки
    Рис. 22

2. 7. 2. Расчет сечения в районе проставки в расчетном случае А'

    Размеры рассчитываемого сечения приведены на рис. 23
    Рис. 23
    Находим момент инерции сечения:

I = е(0, 4D3d) = 0, 4·142, 53·0, 12 + 0, 4·1923·0, 12 + 0, 4·138, 53·dпр = 638037, 84 см4 .

    Приведенная толщина внутренней общивки:

dпр. внутр. обш. = [((p·138, 5)/12, 0208)·0, 2·0, 18 – p·138, 5·0, 18]/(p·138, 5) .

    Нормальные напряжения от изгиба воздухозаборника:

s = (М·d)/J·2 = (3948·192·38, 2)/(638037, 84·2) = 22, 69 (кг/см2),

    Избыток прочности
    h = 2750/22, 69 – 1 >> 1.
    М = Р·l ; Р = 3948 кг; l = 38, 2 см.
    q = 22, 69·0, 12 = 2, 72 кг/см

Проверяем ячейку травления на устойчивость от q = 2, 72 кг/см. Схема нагружения ячейки приведена на рис. 24. Принимаем, что длинные края ячейки обшивки оперты

    Схема нагружения ячейки обшивки
    Рис. 24
    Величина a/b = 101/120 = 0, 841; К = 3, 6.
    sкр = 2750 кг/см2,
    h = 2750/355 – 1 = 6, 746 ,
    h >> 1

2. 7. 3. Проверка прочности внутреннего канала на осевое сжатие

Проверку прочности внутреннего канала на осевое сжатие проведем по методике изложенной в [6]:

Тдейств. = [P·l·(d + d1)(dв + dн)p(d + d1)]/2J = [3948·38, 22(138, 5 + 142, 5)2(0, 12 + + 0, 15)·3, 14]/(638037, 94·4) = 3958 (кг) Действующая сжимающая нагрузка от qp равна 2000·1, 5 = 3000 (кг/м2). Т = (p/4)(1922 – 1382)·0, 3 = 4198, 74 (кг).

    Суммарная нагрузка: еТ = 8157 кг.

Заполнитель маложесткий. Расчетные формулы для трехслойных панелей (6): sзап < 1, 21qEпр ,

    Li = E1H/E1B = 1,
    a = ЦC + 1/[2, 6(1 + 50)],
    b = 1, 21qEпр/Gзап
    С1 = D1рас/D1
    D1 = 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z0)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,
    z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв + lidн)] .
    Расчет по приведенным выше формулам дает:

z0 = [0, 152 + 2·0, 15(0, 12 + 2, 8) + 1·0, 122]/[2(0, 15 + 1·0, 12] = 1, 246 , D1 = 4(1, 246 – 2, 8 – 0, 12)3 + 4(2, 27 – 1, 246)3 + 4·1(1, 2463 – (1, 246 – 1, 123) = = 3, 652 , B2 = 0, 15 + 0, 12 = 0, 27 (мм) .

Епр = 6, 8·105 кг/см2. Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0, 2.

    D1рас = dв3 + lidн3 = 0, 153 + 0, 123 = 0, 00513 .
    C1 = 0, 005103/3, 652 = 0, 001397 .

q = [2, 0(1 – 0, 001397)·Ц0, 27·3, 652]/[70, 25(2, 0 + 2, 27)2] = 0, 001548 .

    Приведенный модуль сдвига:
    Gзап = Gxz = 1, 5·(dc/t)·Gм ,
    Gзап = Gyz = (dc/t)·Gм ,
    Модуль сдвига заполнителя: Gм = Ем/[2(1 + n)],
    Gм = 6000/[2(1 + 0, 25)] = 2400 (кг/см2) .
    Gзап = Gxz = 1, 5·(0, 025/1, 732)·2400 = 52 (кг/см2) ,
    Gзап = Gyz = (0, 025/1, 732)·2400 = 35 (м/см2),
    Gзап = Ц52·35 = 42, 7 (кг/см2)
    42, 7 < 1, 21·0, 001548·6, 8·105;
    42, 7 < 1273, 7
    т. е. заполнитель маложесткий.
    b = 1273, 7/42, 7 = 29, 83

a = Ц0, 001397 + [1/2·29, 83·(1 + 5 – 0, 001397)] = 0, 054025

    Критическая осевая сила Ткр:

Ткр = 2·p·К·ЕпрЦВzD1 ·a = 2·p·0, 2·6, 8·105Ц0, 27·3, 652 ·0, 054025 = 45842 кг.

    Избыток прочности
    h = 45842/8157 – 1 = 4, 62 .

Расчет напряжений во внутренних и наружных слоях трехслойной панели проведем в соответствии с [6]. Схема нагружения представлена на рис. 25. Схема нагружения трехслойной панели

    Рис. 25
    qв = q(1/(1 + d));
    qн = q(q/(1 + d));
    d = l·(dн/dв) ,
    l = E1н/Е1в = 6, 8·105/6, 8·105 = 1 ,
    q = 8157/(p·140, 5) = 18, 48 (кг/см2),
    d = 1·(1, 2/1, 5) = 0, 8 ,
    qв = 18, 48(1/(1 + 0, 8)) = 10, 27 (кг/см)
    [s02] = 27, 5 (кг/мм2).
    qн = 18, 48(0, 8/1, 8) = 8, 21 (кг/см),
    sвн = 1027/0, 15 = 68, 5 (кг/см2),
    sн = 8, 21/0, 12 = 68, 42 (кг/см2) .
    Избыток прочности:
    h = 27, 5/0, 685 - 1 = >> 39, 14 .

2. 7. 4. Проверка прочности внутреннего канала на внешнее давление

    Расчетные нагрузки:
    1. Установившийся режим Н = 0; М = 0;

Разрежение на входе в заборник распространяется на всю длину канала: DpD = -0, 645 кг/см2 ; dст. соты = 0, 04 ;

    sм = 2400 кг/см2 ; sxz = 83 кг/см2 ;
    Gyz = 55, 42 кг/см2 ;
    Gзап = Ц35, 4·83 = 67, 8 кг/см2 .

Определяем Ркр для несимметричной трехслойной оболочки с мягким средним слоем (рис. 26)

    Рис. 26
    li = 1 = Eн/Ев ; К = 0, 8 .
    Заполнитель маложесткий:
    g = h·B1/l·R0, 5 ,
    a = 5g·Eпр/Gзап ,
    с1 = D2рас/D2 ,
    D2рас = dв3 + lidн3 = 0, 153 + 0, 123 = 0, 00513 (см3) .

D2 = 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z1)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] , z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв + lidн)] .

z0 = [0, 152 + 2·0, 15(0, 12 + 2, 8) + 0, 122]/[2(0, 15 + 0, 12] = 1, 2461 . D2 = 4(1, 246 – 2, 8 – 0, 12)3 + 4(2, 27 – 1, 246)3 + 4·1(1, 2463 – (1, 246 – 1, 123) = = 3, 6515 , с1 = 0, 005103/3, 6515 = 0, 0013975 .

    = 6, 627·10-4 .
    Gзап = 67, 8 кг/см2 .
    а = 5·6, 627·10-4·6, 8·105/67, 8 = 33, 22.
    Заполнитель маложесткий:
    Gзап     67, 8     67, 8     lga = lg33, 22 = 1, 52
    по графику при l1 = 0, 0013975 определяем a = 0, 027.
    Ркр = кг/см2 .
    h = 0, 864/0, 645 – 1 » 0, 34
    Усилия действующие во внутренних и внешних слоях:
    Еz = 6000 кг/см2 ,
    0, 005358 ,
    20, 5 (кг/см),
    Sв = 0, 645·69, 25/1, 805358 = 24, 741 (кг/см).
    sн = 20, 5/0, 12 = 170, 8 (кг/см2),
    Избыток прочности:
    h = 2750/170, 8 - 1 = 15, 1 .
    sв = 24, 74/0, 15 = 165 (кг/см2) .
    Избыток прочности:
    h = 2750/165 - 1 = 15, 7 .
    Давление передаваемое на заполнитель:
    Рзап = Р/(1 + d + x) = 0, 357 (кг/см2).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7