Распределение массовых сил вдоль фюзеляжа
Относительную массу конструкции самолета =0,32. Она также может быть представлена в виде:
, где – относительная масса крыла, – относительная масса фюзеляжа, – относительная масса оперения, – относительная масса шасси. Относительную массу крыла принимаем по статистике для легких пассажирских самолетов [1, с.131]: =0,11. Относительную массу фюзеляжа определяем по формуле Шейнина для дозвуковых магистральных самолетов [1, с.136]: Коэффициент положения двигателей k1 принимаем по формуле: k1=3,63-0,333 .dф=3,63-0,333 .0,96=3,31 Показатель степени i, учитывающий размеры фюзеляжа, принимаем равным 0,743 (когда dф≤4м). Коэффициент положения стойки главного шасси k2=0,01, коэффициент места уборки колес главного шасси k3=0,004, коэффициент транспортировки багажа k4=0. Тогда относительная масса фюзеляжа: =2,95.6,7.0,962 .2857-0,743+0,01+0,004+0=0,06 Относительную массу оперения рассчитываем по формуле [1, с.141]: Коэффициент скорости полета kv определяем: kv=0,643+1,02 .10-3.Vкрейс=0,643+1,02.10-3 .280=0,93 Коэффициент маневренности kм=1. Тогда относительная масса оперения: Определяем абсолютные значения масс элементов конструкции самолета: =0,11.2857=314 кг; Gкр=3140 Н, =0,06.2857=171 кг; Gф=1710 Н, =0,012. 2857=34 кг; Gоп=340 Н, =0,01.2857=29 кг; Gш=290 Н. Для построения эпюры массовых сил фюзеляжа рассматриваем фюзеляж как балку, опирающуюся на лонжероны крыла и нагруженную массовыми распределенными силами от конструкции фюзеляжа (qф) и распределенными массовыми силами от грузов, экипажа, пассажиров, расположенных в фюзеляже (qгр). Тогда суммарная распределенная нагрузка, действующая на фюзеляж, запишется в виде: , где ,
Площадь боковой проекции фюзеляжа и груза, а также высоты фюзеляжа Hi определяем, разбив фюзеляж на отдельные части.
Площадь боковой проекции фюзеляжа и груза, а также высоты фюзеляжа Hi определяем, разбив фюзеляж на отдельные части.
Табл. 3.1.1. Построение эпюр массовых сил
21,62 м2 Определяем площадь боковой проекции, занимаемой оборудованием кабины экипажа: м2 Определяем площадь боковой проекции, занимаемой туалетом: м2 Определяем площадь боковой проекции, занимаемой салоном самолета: м2 Определяем площадь боковой проекции, занимаемой багажом: м2 Определяем вес оборудования и управления: Gоб.упр. =mоб.упр.*g=300*10=6500 Н Определяем вес багажа из условия m’баг = 20 кг/чел: Gбаг = mбаг*g=40*10=400 Н Определяем вес оборудования и управления в кабине экипажа: Gоб.эк. =mоб.эк.*g=128*10=1280 Н Определяем вес оборудования туалета:
Определяем вес салона: Gсал = (mсиден.+mком.)*g=(10+600)*10=6100 Н Тогда распределенные массовые силы по отсекам фюзеляжа:
Распределение массовых сил вдоль фюзеляжа
Для построения эпюр перерезывающих сил необходимо определить положения центров масс самолета по оси Х [1, с.204]: Для этого принимаем: · центр масс оборудования и управления кабины экипажа: Xоб.упр.эк. = 1,2 м · центр масс туалета: Xтуал. = 2,78 м · центр масс салона самолета: Xсал. = 5,7 м · центр масс багажного отсека: Xбаг. = 9 м · центр масс передней опоры шасси: Xп.ш. = 1,05 м · центр масс задних опор шасси: Xз.ш. = 5,7 м · центр масс ГО: XГО = 13,5 м · центр масс ВО: XВО = 13,13 м · центр масс хвостового отсека фюзеляжа: Xхв. = 11,66 м
Масса кабины экипажа с учетом экипажа (2 человека): mкаб.эк. = mоб.эк + 2*100 = 128 + 200 = 328 кг. Масса салона самолета с учетом интерьера, сидений, пассажиров: mсал = mсиден. + mком. = 180 + 1200 = 1380 кг. Массы передней и задних опор шасси принимаем: mпер.ш. = 69 кг, mзадн.ш. = 138 кг. Тогда положение центра масс самолета определяется по формуле:
Определяем центровку самолета по формуле [1, с.204]: Определяем – среднюю аэродинамическую хорду крыла:
Определяем координату по оси ОХ: Тогда центровка самолета: Для построения перерезывающих сил необходимо знать точки приложения сил Укр и УГО. В расчете принимаем, что Укр и УГО приложены на расстоянии 0,25* . Определяем : Определяем координату приложения УГО по оси ОХ: Определяем Укр и УГО: Н. Н. Определяем нагрузки от шасси: Рпш=mпш*g*nэ*f=69*10*3,8*1,5=3933 Н, Рзш=mзш*g*nэ*f=138*10*3,8*1,5=7866 Н.
При построении эпюры перерезывающих сил рассматриваем фюзеляж как балку, опирающуюся на лонжероны крыла и нагруженную сосредоточенными и массовыми силами, нагрузками со стороны ГО и реакциями крыла.
= 10968 Н/м Находим R1 и R2 крыла: SМ1 = Рпш*2,626 – R2*2,366 – Рзш*1,924 +Уго*9,134 – qS ср*13,56 =0 Н, SМ2 = -Рпш*4,922 + R1*2,366 – Рзш*0,442 +Уго*6,768 – qS ср*13,56 =0 R1 = 414901 Н.
Разбиваем фюзеляж на участки, по границам которых действуют сосредоточенные силы Рпш, Рзш, R1, R2, Уго. Составляем уравнение перерезывающих сил для фюзеляжа как для балки: Qрв=QS |1 – Рпш |2 – R1 |3 + Рзш |4 – R2 |5 + Уго |6. Qрв|1 = -25767 Н, Qрв|4 = -35000 Н, Qрв|2 = -30000 Н, Qрв|5 = 260000 Н, Qрв|3 = 60000 Н, Qрв|6 = 95000 Н.
Табл.3.2.2. Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов
Составляем уравнение изгибающих моментов для фюзеляжа как для балки: Mz = QS*z|1 – Рпш*(z-1,05)|2 – R1*(z-3,676)|3 + Рзш*(z-5,6)|4 – R2*(z-6,042)|5 + Уго*(z-12,81)|6
Mв|1 = -11500 Н, Mв|4 = -933819 Н, Mв|2 = -30000 Н, Mв|5 = -840000 Н, Mв|3 = -390000 Н, Mв|6 = -40000 Н.
Подбор сечений элементов силовой схемы фюзеляжа
Для определения потребной толщины обшивки фюзеляжа определяем потоки касательных усилий в сводах фюзеляжа [6, с.39]: Н/м Толщина обшивки: м. Принимаем =0,3*sв.об = 0,3*4*108 = 1,2*108. Принимаем толщину обшивки 0,5*10-3 м. Подбираем потребную площадь стрингеров в растянутой зоне: Fраст = Sfстр + 0,9*d*l , где m – число стрингеров в растянутой зоне (m = 12), Nсв – осевые силы в сводах фюзеляжа, l – длина дуги обшивки, участвующей в растяжении (l = 2,08 м). Осевые силы в сводах фюзеляжа определяем по формуле [6, с.39]: Н. Принимаем = 0,9*sв = 0,9*4*108 = 3,6*108 Н/м2. Тогда: м2. Принимаем fстр = 4*10-5 м2. Определяем потребную площадь сечения сжатой зоны. Рис.3.3.1. Сечение стрингера Табл.3.3.1. Определение собственных моментов инерции
м. . м4. , =1,69*10-9 м4, =3,3*10-9 м4, =7,68*10-10 м4, =3,24*10-10 м4. =6,08*10-9 м4. Imin = =1,1*10-9 м4. м. =2,8*108 Н/м2. Определяем напряжения местной потери устойчивости элементов 2 – 4: (Е=0,7*1011 Н/м2) = 107,1*107 Н/м2, = 283*107 Н/м2, = 503*107 Н/м2. Напряжения в обшивке: Н/м2. sкр.стр = smin = 2,8*108 Н/м2.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (287)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |