Далин В.Н. Конструкция вертолетов (553618), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Папе>п будет продолжать нести нагрузку до тех пор, пока пе наступят общая илв изгибпо-крутильпая формы потери устойчивости. Следует учитывать, что местная потеря устойчивости может значительно снизить разрушаю>цую нагрузку. Лонжероны и стрингеры — продольные злемепты, восприпимающио (вместо с обшивкой) изгибающий момент и осевыс нагрузки, действу>ощис па агрегат (рис. 7.1.9, а).
Кроме осевых усилий, стр>лпгсрь> через обшивку натру>ка>отея распрсделеш>ыми поперечными усилиями, спорами для пих служат попсрсчпыо оломенты — шпангоуты. Таким образом, стрингер представляот собой многоопорную балку, работа>ощую па продольно-поперсчный изгиб (рнс. 7.1.9, 6). Поперечная пагрувка на стрингеры 9 зависит не только от местной аэродинамической нагрузки, по и в значительной степени от общей деформации каркасного агрегата при изгибе.
Для обсопечепия высокой весовой отдачи при выборе обшивки необходимо найти оптимум между ее толщиной п основном полотно и уровнем напряжений в стыках обшивки, от которого зависит их долговечность. Толщина обшивки в основном полотно определяется суммарным уровнем напряжений от действующих внешних нагрузок. Этот уровень долнсеп обеспечивать безопасность (живучесть) при частичном повреждонив конструкции в пределах заданных критериев. 313 Рз б) Рис.
7.1.9. Нагрузки, действующие на продольные элементы и обшивку 4лозеляжаг а — схема распределения нормальных напряхепий на участке между продолыгыми злементами: и — папряхение в поясе стрингера; о с — критические напряжения потери общей устойчивости обшивки; кр.об б — нагрузки, действующие на стрингер: Р1 и Рз — силы схатил; Д вЂ” усилие па пояс шпангоута; а — распределенная нагрузка Уровень напряжений в стьгках зависит от действующей нагрузки, толщины обшивки и конструктивных особенностей стыков.
Вьы посливость соединений существоиио снижается при незначительном увеличении уровня напряжений. 314 Для уменьшения стыков соединения производят тщательный раскрой обшивки с использованием полуфабрикатов, имеющих максимальныа габаритные размеры, или полуфабрикатов, выполвениьсх ио спецзаказу. Высокоресурспые конструкции без дополнительных весовых затрат требуют более аффективных материалов. Такими являсотся алюминиевые листы из сплава повышенной чистоты Д1бь1Т, имеющие более высикувс вязкость разрушения и меныпую скорость роста трещины. Типовые соединения обшивки приведены на рис.
7.1.10. 11родольные стыки (рис. 7.1.16, б,д,е) — наиболее нагруженные зламепты кош:трукции и по ресурсу лимитируют прочность оболочки, !1о конструктивному исполнению продольные стыки раздслясотся иа три типа: — с двумя симметричными накладками; — с односторонней накладкой; — внахлест.
Осиовиоа преимущество соединения первого тина — отсутствие изгибасощаго момента при действии продольных нагрузок. Одповрамссспссс и этим из-за необходимости соединения обшивки заклепками а двух сторон от оси стыка число рядов крепежа удваивается, чта увеличивает трудоемкость и снижает надеясность. Вархняя и иижияя накладки уваличивают массу стыка и толщину пакета, что дслаат псвозмсикпссм создание ири клепке необходимого радиального натяга а соединении. Один из главных недостатков этого соединения — накладки закрывают зону наиболее вероятного очага возникновения трещины (наиболао удаленный от кран ряд отверстий иод заклепку во внутреннем лисго обшивки), делая се недоступной для осмотра.
Главной особенностью соединения встык с односторонней наклссдкой является потеря преимущества и усугубление недостатков соединения встык с двумя накладками. Сохрапившаясл миогорядность заклепок в стыке услолспяет производство. В дополнение к внешней растягивающсй нагрузка стык пагрулсается изгибающим мамонтам, зиачитольпо снижающим его ресурс. С ростом толщины пассссадки или стьскуемого листа увеличивается изгибающий момент а соединении. Соединение внахлест, имеющее три или четыре ряда заклепок с центральным расположением стрингера и «мягссим», свисающим со стрингера в обе стороны началом стыка в виде пахласта из двух листов, вьпсолнястсл баз стыкусопсих накладок. Соединение тсхнолагичпо, доступно для осмотра и имеет минимальное число 315 б) и) Бк-йзг саеег Б 1Б,е„> 2 Б~,/Бе=2...2,5 1ьтт=0.2 В) Г) л) е) Рис.
7.1ЛО. Примеры соединений обшивки с элементами каркиса; а, в, г — поперечные стыки; б, д, е — продольные стыки; Ь „— ширина пояса профиля; Ь „— ширина накладки; Б,„— толщина обшивки; Б — толщина стыкуелгого пояса; а — диаметр заклепки заклепок. Изгибающий момент — не более величины момента для соединения встык с односторопней накладкой. При оптимальном использовании технологических возможностей зто соединение может обеспечить заданный ресурс. Поперечные стыки (рис.
7.1.10, а,б,г) определяют условия серийного производства, необходимые для технологического членения фюзеляжа, а ограниченная длина полуфабрикатов обшивки определяет конструктивные стыки фюзеляжных панелей. Идеальным конструктивным решением является такое членение обшивки и каркаса па панели, при котором в высоконагруженных зовах стъши отсутствуют. Выбор конструкции поперечных стыков обшивки ограничен условиями аэродинамики. В зтнх стыках пе допускается установка накладок, выступающих в по~ок, поэтому накладки выполняются па ввугрелной подкладочпой канто или на подсечке панели.
Стык может совпадать с осью шпангоута или располагаться между шпангоутами. Желательно, чтобы стык обшивки осуществлялся в плоскости шпангоута. Выбор оптимального продольного набора делается (ввиду сложности общей задачи) при сохранении постоянной геометрии оболочки и типовых шпангоутов. Площадь стрингера й с определяется для заданных расчетпых значений нормальной критической силы Р „„длв двух случаев: общая потеря устойчивости оболочки (устойчивость при смещениях, водущая к изменению формы шпангоутов); иоторя устойчивости стрипгерпой панели меягду шпангоутами. По условиям общей устойчивости для случая комбинированного пагружепия зетовый и корытообразпый профили близки по характеристикам и значительно лучше угольника. По копструктивпотехпологическим параметрам, зпачитольно вяияющим па весовую отдачу (удобгтво клепки, подсечки н т.
и.), зетообразпый профиль продлочтительпоо корытообразного. (!о условиям местной потери устойчивости корытообразный профиль за счет двух поддерзкквающнх вертикальных полок имеет значительно болыпую несущую способность. При средних величинах касательных потоков (погонные нагрузки сдвига) д= 20 — 25 МПа харакгористики устойчивости зетообразпого и корытообразпого профилей выравнившотся. Шпангоуты. Г!оперечпые злемепты (шпангоуты у фюзеляяга, первюры у крыла и оперения) в зависимости от степени участия в работе силового каркаса делятся па нормальные, силовыс и стыковыо. Нормальные шпанзоутпы служа~ для обеспечения формы поперечного сечения агрегата и восприятия нагрузок от стрингеров и обшивки.
Опи являются их опорами и воспринимают местную аэро- 317 динамическую нагрузку. Для фюзеляжа больших удлинений (Х Ф> 7) расчетными нагрузками на нормальные шпангоуты являются усилия, возникающие вследствие их деформации от изгиба. Нормальные шпангоуты выполняются в видо гонкостопцых рам. На рис. 7.1.11 приведены тицоаые сечения несилового шпангоута и соединения стрингеров со шпангоутами. Общая потеря устойчивости монокока или полумопокока характеризуется значительным искажением формы их сечения.
Например, круглое сечение превращается в эллиптичоскоо или в многогранник, часто неправильный, образованный комбинацией прямых и кривых линий. Изгиб длинных и относительно пеягестких фюзеляжей, например, хвостовой балки, может сопровогкдаться общей потерей устойчивости. Сжатая сторона, входя внутрь контура, одновременно распрямляется под действием радиальных сил Р, тэк, что в место разрушения сечение прнпимаот форму сегмента. Нанболоо употребитольпые соотпошопия размеров созромоппых фюзеляжей таковы, что проверка па общую неустойчивость, как правило, не требуется. Общая неустойчивость прн кручении, при сжатии и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
