Материал: 4 часть

Момент инерции сечения относительно центральной оси, параллельной оси z, равен:

.

Приведённое нормальное напряжение в поясах:

, (4.25)

где , (4.26)

. (4.27)

Уточнённое положение нейтральной оси можно найти из условия :

. (4.28)

Касательные напряжения в поясах отсека вычисляются по формуле:

, (4.29)

где - статический момент отсечённой части приведённого сечения относительно центральной оси, параллельной оси .

Результаты расчётов величин приведены в таблице 1.

Значения нормального напряжения в последнем поясе и наибольшее значение касательного напряжения в обшивке в нулевом приближении являются исходными данными для поверочного расчёта в программе OTSEKNEW.EXE. Результаты работы программы представлены в ПРИЛОЖЕНИИ Е.

Таблица 1 – Расчёт нормальных и касательных напряжений.

4.4 Расчёт для трёх наиболее нагруженных панелей дополнительных напряжений в обшивке и стрингерах

По результатам расчета программы OTSEKNEW.EXE, выбираем панели № 16,19,21.

Напряжения в обшивке вычисляются по формулам:

(4.30)

где - коэффициент коррекции,

- угол наклона гофр (см. приложение)

Так как , то .

Получаем

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

(4.31)

где - приведённая площадь сечения стрингера,

- участок обшивки примыкающей к стрингеру,

- берём из приложения.

Получаем

Напряжения изгиба в среднем сечении стрингера определяем по формуле:

, (4.32)

где - максимальный изгибающий момент,

- момент инерции сечения стрингера относительно оси с учётом присоединённого к нему участка обшивки,

- расстояние от оси (рисунок 23).

Рисунок 23 – К расчёту стрингера на изгиб.

, (4.33)

где - погонная поперечная нагрузка.

Получаем

Найдем момент инерции сечения относительно оси :

,

где .

Получаем

, где берём из таблицы 1 для выбранных поясов;

, если , что и является нашим случаем.

- критические напряжения обшивки для каждой панели.

,

где - берём из приложения.

Для всех стрингеров:

.

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

Для этих точек имеем:

.

По рисунку 23 видно, что ; ; .

Получаем

Окончательные напряжения в стрингере находим как

.

Результаты расчётов приведены в таблице 2.

4.5 Определение запасов прочности наиболее нагруженных силовых элементов (стрингера, шпангоута, панели обшивки, заклепок)

Определим запасы прочности основных элементов конструкции. Обшивка находится в условиях плоского напряжённого состояния, и для нее нужно вычислить эквивалентное напряжение . Если воспользоваться четвертой теорией прочности, то будем иметь:

где - шаг заклёпок, - диаметр заклёпок.

_{Получаем}

_{Запас прочности обшивки найдем как:}

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

Определяем запас устойчивости для сжатой полки стрингера:

Запас прочности по разрыву для точки 2 определим следующим образом:

Проверяем заклепки на срез. При этом запас прочности:

,

где – срезывающая сила для данной заклепки;

.

Для заклепок, крепящих обшивку к торцевому шпангоуту:

где – шаг заклепок.

Для заклепок, крепящих обшивку к стрингеру:

Результаты расчётов представлены в таблице 3.

Таблица 2 – Расчет вторичных напряжений