Материал: 4 часть бубнова

Уточненной положение нейтральной оси можно найти из условия, что :

Касательные напряжения в поясах отсека вычисляются по формуле:

где – статический момент отсеченной части приведенного сечения относительно центральной оси, параллельной оси z.

Результаты расчетов , приведены в таблице 2. Значения нормального напряжения в последнем поясе и наибольшее значения касательного напряжения в обшивке в нулевом приближении являются исходными данными для поверочного расчета в программе OTCEK.EXE. Результат работы представлен на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 – Поверочный расчет, выполненный в программе OTCEK.EXE

Таблица 2 – Расчёт нормальных и касательных напряжений.

4.3 Расчет трех наиболее нагруженных панелей дополнительных напряжений в обшивке и стрингерах.

По результатам поверочного расчета программы OTCEK.EXE, выбираем панели №10, №14, №18

Напряжения в обшивке вычисляются по формуле:

где – коэффициент коррекции,

- угол наклона гофр (см. рисунок 4.6)

Коэффициент коррекции находится по формуле:

Так как то

Получаем

где

- принимаем из данных программы OTCEK.EXE.

Тогда напряжения в обшивке будут равны

Сжимающие напряжения в стрингере за счет потери устойчивости обшивки от сдвига определяем следующим образом:

где – приведенная площадь сечения стрингера,

где – участок обшивки, примыкающей к стрингеру,

Получаем

Напряжения изгиба в среднем сечении стрингера определяем по формуле:

где – максимальный изгибающий момент,

- момент инерции сечения стрингера относительно оси с учетом прикрепленного к нему участка общивки,

- расстояние от оси , изображенной на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 – К расчету стрингера на изгиб

где – погонная поперечная нагрузка.

Получаем

Найдем момент инерции сечения относительно оси :

где

Получаем

где МПа, где

берем из результатов программы OTCEK.EXE;

если

– критические напряжения для каждой панели.

где

– берем из результатов программы OTCEK.EXE.

Характеристики выбранного профиля, изображенного на рисунке 4.7 равны:

Наибольшие сжимающие напряжения изгиба будут наблюдаются в точке 1, наибольшие растягивающие напряжения наблюдаются в точке 2.

Для выбранных точек имеем:

По рисунке 4.7 видно, что

Момент инерции для панели №10 получим равным

Тогда получаем наибольшие сжимающие и растягивающие напряжения будут равны

Окончательные напряжения в стрингере находим как

Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Расчет вторичных напряжений

4.4 Определение запасов прочности наиболее нагруженных силовых элементов

Определим запасы прочности основных элементов конструкции. Обшивка находится в условиях плоского напряжённого состояния, и для нее нужно вычислить эквивалентное напряжение .

Получим

Тогда запас прочности обшивки найдем как:

где – коэффициент, учитывающий ослабление обшивки отверстиями под заклепки, где t = 25 мм – шаг заклепок, d = 2,5 мм- диаметр заклепок.

Значение рассчитывается по формулам раздела 4.2 для данного сечения, а величина посчитана в разделе 4.2.

Для сжатых стрингеров проводится проверка на устойчивость. Общая устойчивость проверяется по напряжениям

Определим запас устойчивости для сжатой полки стрингера:

Определим запас прочности по разрыву для точки 2:

Проверяем заклепки на срез. При этом запас прочности:

,

где – срезывающая сила для данной заклепки;

.

Для заклепок, крепящих обшивку к торцевому шпангоуту: