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 .

Расчет параметров пластин

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

Определим толщину δ_ст 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 δ_п 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 .

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 54х25 (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.

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.