2.7. Проверка прочности воздухозаборника самолета
2.7.1. Исходные данные для расчета
Внутренняя обшивка: D = 1,8 мм, материал: сплав Д19, перфорация – диаметром 2 мм.
Расчетные нагрузки на воздухозаборник в случае Д'
Рис. 20
Заполнитель: ТССП-Ф-10П (ТУ-596-258-87), удельный весь заполнителя – g = 35±5 кг/м3; sсж = 15 кг/см2. Параметры заполнителя и перфорированной обшивки приведены на рис. 21.
Параметры заполнителя и перфорированной обшивки
Рис. 21
Внешняя обшивка: D = 1,2 мм, материал: сплав Д19.
Обечайка изготовлена из Д16Т, D = 1,8 мм, травленная с D = 1,8 мм до D = 1,2 мм. Максимальный размер клетки 101 на 120 мм. Характерные размеры и сечения представлены на рис. 22
Типовое сечение обечайки
Рис. 22
2.7.2. Расчет сечения в районе проставки в расчетном случае А'
Размеры рассчитываемого сечения приведены на рис. 23
Рис. 23
Находим момент инерции сечения:
I = å(0,4D3d) = 0,4·142,53·0,12 + 0,4·1923·0,12 + 0,4·138,53·dпр = 638037,84 см4 .
Приведенная толщина внутренней общивки:
dпр. внутр. обш. = [((p·138,5)/12,0208)·0,2·0,18 – p·138,5·0,18]/(p·138,5) .
Нормальные напряжения от изгиба воздухозаборника:
s = (М·d)/J·2 = (3948·192·38,2)/(638037,84·2) = 22,69 (кг/см2),
Избыток прочности
h = 2750/22,69 – 1 >> 1.
М = Р·l ; Р = 3948 кг; l = 38,2 см.
q = 22,69·0,12 = 2,72 кг/см
Проверяем ячейку травления на устойчивость от q = 2,72 кг/см. Схема нагружения ячейки приведена на рис. 24. Принимаем, что длинные края ячейки обшивки оперты
Схема нагружения ячейки обшивки
Рис. 24
Величина a/b = 101/120 = 0,841; К = 3,6.
sкр = 2750 кг/см2,
h = 2750/355 – 1 = 6,746 ,
h >> 1
2.7.3. Проверка прочности внутреннего канала на осевое сжатие
Проверку прочности внутреннего канала на осевое сжатие проведем по методике изложенной в [6]:
Тдейств. = [P·l·(d + d1)(dв + dн)p(d + d1)]/2J = [3948·38,22(138,5 + 142,5)2(0,12 + + 0,15)·3,14]/(638037,94·4) = 3958 (кг)
Действующая сжимающая нагрузка от qp равна 2000·1,5 = 3000 (кг/м2).
Т = (p/4)(1922 – 1382)·0,3 = 4198,74 (кг).
Суммарная нагрузка: åТ = 8157 кг.
Заполнитель маложесткий. Расчетные формулы для трехслойных панелей (6):
sзап < 1,21qEпр ,
Li = E1H/E1B = 1,
a = ÖC + 1/[2,6(1 + 50)],
b = 1,21qEпр/Gзап
С1 = D1рас/D1
D1= 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z0)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,
z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв+ lidн)] .
Расчет по приведенным выше формулам дает:
z0 = [0,152 + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 1·0,122]/[2(0,15 + 1·0,12] = 1,246 ,
D1 = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)3 + 4(2,27 – 1,246)3 + 4·1(1,2463 – (1,246 – 1,123) = = 3,652 ,
B2 = 0,15 + 0,12 = 0,27 (мм) .
Епр = 6,8·105 кг/см2. Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0,2.
D1рас = dв3 + lidн3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 .
C1 = 0,005103/3,652 = 0,001397 .
q = [2,0(1 – 0,001397)·Ö0,27·3,652]/[70,25(2,0 + 2,27)2] = 0,001548 .
Приведенный модуль сдвига:
Gзап = Gxz = 1,5·(dc/t)·Gм ,
Gзап = Gyz = (dc/t)·Gм,
Модуль сдвига заполнителя: Gм = Ем/[2(1 + n)],
Gм = 6000/[2(1 + 0,25)] = 2400 (кг/см2) .
Gзап = Gxz = 1,5·(0,025/1,732)·2400 = 52 (кг/см2) ,
Gзап = Gyz = (0,025/1,732)·2400 = 35 (м/см2),
Gзап = Ö52·35 = 42,7 (кг/см2)
42,7 < 1,21·0,001548·6,8·105;
42,7 < 1273,7
т.е. заполнитель маложесткий.
b = 1273,7/42,7 = 29,83
a = Ö0,001397 + [1/2·29,83·(1 + 5 – 0,001397)] = 0,054025
Критическая осевая сила Ткр:
Ткр = 2·p·К·ЕпрÖВzD1 ·a = 2·p·0,2·6,8·105Ö0,27·3,652 ·0,054025 = 45842 кг.
Избыток прочности
h = 45842/8157 – 1 = 4,62 .
Расчет напряжений во внутренних и наружных слоях трехслойной панели проведем в соответствии с [6]. Схема нагружения представлена на рис. 25.
Схема нагружения трехслойной панели
Рис. 25
qв = q(1/(1 + d));
qн = q(q/(1 + d));
d = l·(dн/dв) ,
l = E1н/Е1в = 6,8·105/6,8·105 = 1 ,
q = 8157/(p·140,5) = 18,48 (кг/см2),
d = 1·(1,2/1,5) = 0,8 ,
qв = 18,48(1/(1 + 0,8)) = 10,27 (кг/см)
[s02] = 27,5 (кг/мм2).
qн = 18,48(0,8/1,8) = 8,21 (кг/см),
sвн = 1027/0,15 = 68,5 (кг/см2),
sн = 8,21/0,12 = 68,42 (кг/см2) .
Избыток прочности:
h = 27,5/0,685 - 1 = >> 39,14 .
0 комментариев