Проектировочный расчет сечения тонкостенного крыла

Современные методы расчета крыла на прочность основаны на представлении крыла в виде тонкостенной балки. В основу расчета нормальных напряжений положены следующие передположения о расчете силовой схему крыла:

1. Плоские сечения, нормальные к оси крыла, поворачиваясь при деформации остаются плоскими;

2. Нормальные напряжения в поперечном направлении раны нулю

3. Крыло рассматривается, как безмоментная тонкостенная оболочка.

Первые два предположения обосновываются наличием в крыле часто расположенных нервюр. Нервюры, соединяя различные элементы крыла, обеспечивают его работу как единого целого. По причине большой жесткости нервюр в своей плоскости, контур поперечного сечения крыла не деформируется при изгибе. Поэтому можно считать, что сжатие (растяжение) элементов продольного набора крыла не сопровождается поперечными деформациями этих элементов и нормальные напряжения в поперечном направлении нулевые.

Рассмотрение крыла, как безмоментной оболочки обусловлено тем, что местная изгибная жесткость отдельных элементов весьма мала по сравнению с жесткостью на изгиб всего сечения крыла.

Исходные данные.

Проектирование сечения крыла начинается с эскиза. С эскиза крыла «в плане» снимается длина хорды расчетного сечения b. Относительная толщина профиля указывается в задании в процентах от хорды. Вычисляем высоту профиля

. (3.44)

После чего строим профиль по координатам, приведенным в задании: x в процентах от b, y в процентах от H.

Рис. 3.6.

Так же на эскиз наносятся координаты стрингеров и изображаются стенки лонжеронов.

В целях уменьшения и уравнивания трудоемкости для трехлонжеронных крыльев в расчете учитывается только межлонжеронная часть без носка (рис. 3.7.). А для двухлонжеронных крыльев не учитывается только хвостовая часть крыла (рис. 3.6.). В этом случае для обоих вариантов будет производится расчет двухконтурного сечения.

При проектировании сечения преполагается, что сдвиг и кручение воспринимаются внешней обшивкой и стенками лонжерона, а изгиб – продольным набором крыла (полками лонжеронов и стрингерами с присоединенной обшивкой).

Рис. 3.7.

Исходными данными для проектировочного расчета являются также силовые факторы, действующие в рассчитвываемом сечении – перерезывающая сила Q_y, изгибающий момент M_x и крутящий момент M_z.

Значение изгибающего и крутящего моментов, а также и перезывающей силы снимаем для расчетного сечения с соответствующих эпюр (или вычисляем для заданной координаты z). Значения изгибающего момента и перерезывающей силы используем непосредственно, а вот для крутящего момента, как правило, необходимо внести поправки.