Материал: Методика проектирования силового шпангоута. методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Конструкция самолётов». Кириакиди С.К
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»
Кафедра самолётостроения
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВОГО ШПАНГОУТА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению практических работ по дисциплине «Конструкция самолётов»
для студентов специальности 24.05.07 «Самолёто- и вертолётостроение»
очной и заочной форм обучения
Воронеж 2019
УДК 621.454(07)
ББК 39.55я7
Составитель канд. техн. наук С. К. Кириакиди
Методика проектирования силового шпангоута: методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Конструкция самолётов» для студентов специальности 24.05.07 «Самолёто- и вертолётостроение» очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост. С. К. Кириакиди. Воронеж: Изд-во ВГТУ,
2019. 21 с.
Методические указания содержат материалы, которые необходимы для знакомства с конструкцией и методикой расчёта силового шпангоута среднемагистрального пассажирского самолёта. Представлена подробная информация о всех этапах разработки шпангоута самолёта.
Предназначено для студентов 4 курса специальности 24.05.07 «Самолёто- и вертолётостроение» очной и заочной форм обучения.
Ил. 9.
УДК 621.454(07) ББК 39.55я7
Рецензент – канд. техн. наук, доц. В. В. Самохвалов
Печатается по решению учебно-методического совета Воронежского государственного технического университета
МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИЛОВОГО ШПАНГОУТА
Шпангоут фюзеляжа представляет собой плоскую раму постоянного или переменного сечения, нагруженную в общем случае произвольной системой сил. При таком нагружении в каждом поперечном сечении шпангоута
возникают изгибающий момент |
, |
поперечная сила |
|
и нормальная сила , |
||||
|
|
|
|
|
определения усилий |
|
||
действующие в плоскости шпангоута |
(рис. 1). Задача |
|
|
|
, |
|||
и |
|
в общем случае является |
трижды статически |
Для |
||||
|
неопределимой. |
|||||||
раскрытия статической неопределимости использован метод сил. Выберем эквивалентную систему, разрезав мысленно шпангоут в точке А (рис. 1). Тогда для эквивалентной системы получим
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
+ , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
|
|
= |
+ , |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
|
|
= |
+ , |
|||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
, |
|
и |
|
– изгибающий момент, |
поперечная и нормальная силы в |
||||
эквивалентной системе от внешней нагрузки; |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– неизвестные силы ( =1,2,3); |
|
|
||||||
|
, |
, |
|
– изгибающие |
моменты, поперечные и нормальные силы от |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
единичных нагрузок, приложенных в направлении в разрезанном шпангоуте.
Рис. 1. Нагружение силового шпангоута
3
Неизвестные усилия найдем из системы канонических уравнений:
∆ + 3 ( = 1,2,3),
=1 где ∆ = ∫ 0 и = ∫ ;
– изгибная жесткость сечения шпангоута.
Положительные направления внутренних усилий показаны на рис. 2.
|
Рис. 2. Положительные направления внутренних усилий |
|
|
|
|
||||||||||
Эпюры |
|
показаны на рис. 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внешними нагрузками для шпангоута являются действующие усилия - |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сосредоточенные силы и моменты , |
|
и уравновешивающие их поток |
|||||||||||||
касательные |
усилия в обшивке T. |
Для |
определения усилий |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
и |
|
|
рассмотрим элементарную дугу ds с координатой (рис. |
4). На эту дугу от |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потока касательных усилий |
|
действует элементарная сила |
|
|
|
|
. |
||||||||
Перенесем эту силу в точку "С |
" с координатой |
|
. Получим |
|
∆ = |
|
|||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
∆ = −∆[ − cos( − )], |
|
|
|
|
|
|
|||||||
∆ = −∆cos( − ), ∆ = −∆sin( − ).
4
|
Рис. 3. |
Эпюры моментов от единичных сил |
|||
Полное значение усилий в сечении |
|
определим, суммируя усилия по |
|||
всей дуге. С учетом сосредоточенных сил |
, действующих в промежутке от 0° |
||||
до , запишем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
= − [ cos( − )] + , |
||||
|
0 |
|
|
|
=1 |
|
= − cos( − ) + , |
||||
|
|
0 |
|
=1 |
|
5