Оптимизация конструкции лонжерона лопасти несущего винта вертолета

3. Снижение технологической взрывопожарной и пожарной опасности помещений и зданий,

4. Наличие первичных (огнетушителей ОУ-3), в том числе автоматических и привозных средств пожаротушения,

5. Сигнализация и оповещение о пожаре.

Тушение возможного пожара и проведение спасательных работ обеспечиваются конструктивными, объемно-планировочными, инженерно-техническими и организационными мероприятиями, такими как:

1. Устройство пожарных проездов и подъездных путей для пожарной техники, совмещенных с функциональными проездами и подъездами,

2. Устройство наружных пожарных лестниц и обеспечение других способов подъема персонала пожарных подразделений и пожарной техники на этажи и на кровлю зданий,

3. Устройство противопожарного водопровода, в том числе совмещенного с хозяйственным, а при необходимости, устройство сухотрубов и пожарных емкостей (резервуаров).

5.5 Расчет искусственного освещения

Расчет искусственного освещения заключается в определении фактической освещенности на рабочем месте, исходя из имеющегося типа светильника и источника света. Исходя из сопоставления фактической освещенности Е с нормированным значением Emin (наименьшая допустимая освещенность в «наихудших» точках рабочей поверхности перед очередной чисткой светильников), устанавливают класс условий труда.

При работе за компьютером освещенность должна составлять 300-500 лк (люкс) [11].

Фактическая освещенность рассчитывается по формуле.

Е = F·N·з / (S·z·k)

где F - световой поток; N - число светильников над освещаемой поверхностью; з - коэффициент использования светового потока; S - площадь освещаемой поверхности (площадь помещения); z - коэффициент минимальной освещенности или берется равным 1,1-1,2; k - коэффициент запаса (снижение светового потока осветительной установки из-за загрязнения светильников и источников света и их старения учитывают в расчетах этим коэффициентом, выбирают в диапазоне 1,1-1,3).

Индекс помещения определяется по формуле.

i = a·b/hp·(a + b)

где hp - расчетная высота; а, b - длина и ширина помещения.

hр = h - hc - hр.п

где h - высота помещения; hс - расстояние от перекрытия до светильника; hр.п. - расстояние от пола до рабочей поверхности стола.

Для подвесных светильников hс = 0,3-0,5 м. Для плафонов и встроенных светильников hc = 0,2 м.

При условии, что h = 3,5 м, hс = 0,2 м, hр.п. = 1,2 м найдем расчетную высоту по формуле

hр = 3,5 - 0,2 - 1,2 = 2,1 м.

Длина помещения и ширина равны, соответственно, а = 7 м и b = 6 м.

Расчетная высота hр найдена.

Теперь становится возможным определить индекс помещения по формуле.

i = 7·6/(2,1·(7 + 6)) = 1,54.

Далее запишем значения величин, входящих в уравнение фактической освещенности:

1 F = 1180 лм - световой поток для ламп ЛБ20;

2 z =1,1 коэффициент минимальной освещенности;

3 N = 21 - число светильников газоразрядных ЛБ20;

4 з = 0,62 - коэффициент использования светового потока газоразрядных светильников ОДР;

5 k = 1,1 - коэффициент запаса;

6 S = 42 м2- площадь помещения.

По формуле найдем фактическую освещенность для газоразрядных ламп

Е = 1180·21·0,62 / (42·1,1·1,1) = 307,2 лк.

Таким образом, из рассчитанных данных видно, что использование имеющегося числа газоразрядных ламп достаточно для соблюдения норм искусственной освещенности на рабочем месте согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте было представлено решение задачи оптимизации конструкции лонжерона лопасти несущего винта легкого вертолета.

Итоги проделанной работы приводятся ниже.

1. В результате анализа напряженного состояния лонжерона под действием внешних сил были установлены нагрузки (центробежная сила 30100 Н и крутящий момент 603 Н·м), а также установлены напряжения в слоях композита (не более у1i = 5,3 МПа), которые удовлетворяют прочности используемого стеклопластика со следующими свойствами: ув = 1160 МПа,
Е = 22000 МПа, с = 1800 кг/м3.

2. Используя методы математического программирования, полученный алгоритм оптимизации и программу Solid Works, получили конечные оптимальные значения толщины стенки лонжерона h = 6,6 мм и массы
M = 4,3 кг, таким образом, снизив толщину силового слоя лонжерона на 1,2 мм, снизили массу лонжерона на 1 кг.

3. Используя программу Solid Works провели виртуальные испытания на растяжение модели лонжерона. Были получены максимальные уmax = 81 МПа и минимальные уmin = 636 кПа напряжения в конструкции, которые удовлетворяют прочности материала. Наибольшие напряжения локализованы в зоне крепежных отверстий, что объясняется перенапряжением в зоне концентраторов напряжений (отверстий). В результате был сделан вывод, что данная конструкция соответствует эксплуатационным требованиям, требованиям достаточной прочности и жесткости, требованиям минимального веса.

4. Проведя сравнительные экономические расчеты стоимости полета исходного вертолета и вертолета с оптимизированным лонжероном получили, что снизив массу лонжерона на 1 кг, наблюдается экономия стоимости полета на дальность равная 0,1 руб. на 1 км, что соответствует экономии 10 руб. на 100 км.

5 Стоит отметить, что при использовании пакета прикладных программ Solid Works были выполнены виртуальные исследования, проведение которых было построено в диалоговом режиме с пользователем. Вся информация предоставлялась в доступной и наглядной форме, что позволило подробно увидеть распределение напряжений в конструкции. Данный фактор немало важен для комфортной работы с системами САПР. Таким образом, можно сделать вывод, что данный продукт является хорошим инструментом системы автоматизированного проектирования и многократно упрощает и сокращает процесс проектирования изделий из КМ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Богданов, Ю. С. Конструкция вертолетов [Текст]: Учебник / Ю. С. Богданов, Р. А. Михеев, Д. Д. Скулков. - М. Машиностроение, 1990. - 272 с.: ил.

2. Завалов, О. А. Конструкция вертолетов [Текст] / О. А. Завалов; Под ред. С. В. Михеева. - М.: Изд-во МАИ, 2004. - 316 с: ил.

3. Далин, В. Н. Конструкция вертолетов [Текст]: Учебник / В. Н. Далин, С. В. Михеев. - М.: Изд-во МАИ, 2001. - 352 с.: ил.

4. Загордан, А. М. Элементарная теория вертолета [Текст]: Учебное пособие / А М. Загордан - М.: Военное издательство министерства обороны Союза ССР, 1955. - 213 с.: ил.

5. Миртов, К. Д. Конструкция и прочность самолетов и вертолетов [Текст]: Учебник / К. Д .Миртов, М. С. Воскобойник, Г. С. Лагосюк, Ю. Д. Миленький, Д. П. Осокин, М. Л. Скрипка, В. С. Ушаков, Ж. С. Черненко, Под общ. ред. К. Д .Миртова и Ж. С. Черненко - М.: Транспорт, 1972.- 440 с.: ил.

6. Володко, А. М. Вертолеты [Текст]: Справочник по аэродинамике, динамике полета, конструкции, оборудованию и технической эксплуатации А. М. Володко, М. П. Верхозин, В. А. Горшков; Под ред. А. М. Володко. - М.: Воениздат, 1992. - 557 с.: ил.

7. Михеев, Р. А. Прочность вертолетов [Текст]: Учебник / Р. А. Михеев - М.: Машиностроение, 1984. - 280 с.: ил.

8. Дудченко, А. А. Оптимальное проектирование элементов авиационных конструкций из композиционных материалов [Текст]: Учебное пособие / А. А. Дудченко - М.: Изд-во МАИ, 2002. - 84 с.: ил.

9. Маркин, В. Б. Строительная механика композитных конструкций [Текст]: Учебное пособие для вузов / В. Б. Маркин - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2004. - 180 с.: ил.

10. ГОСТ 12.0.003-74. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация [Текст] - Изд. авг. 2004 с Изм. 1 (ИУС. 1978. №11); введ. 01.01.1976. - М.: Государственный стандарт Союза ССР: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 4 с.- (Система стандартов безопасности труда).

11. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы [Текст] - Изд. май 2003 с Изм. 1 (ИУС. 2007. №22); введ. 10.06.2003. - 3 с.

12. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений [Текст] - Взамен СНиП 2.01.02-85; введ. 1998-01-01.

13. Тику, Ш. Эффективная работа в SolidWorks 2005 [Текст] / Ш. Тику - СПб.: Питер, 2006. - 816 с.: ил.

14. Джонсон, У. Теория вертолета [Текст] / У. Джонсон, Пер. с англ. - М.: Мир, 1983. - 502 с.: ил; - (Теория вертолета: в 2 т. / Джонсон У.; т.1).

15. Фудзии, Т. Механика разрушения композиционных материалов [Текст] / Т. Фудзии, М. Дзако; Пер. с японск. - М.: Мир, 1982. - 232c.: ил.

16. Справочник по композиционным материалам [Текст] / Под ред. Дж. Любина; Пер, с англ. А. Б. Геллера, М. М. Гельмонта; Под ред. Б. Э. Геллера. М.: Машиностроение, 1988. - 448 с.: ил; - (Справочник по композиционным материалам: в 2 т / Дж. Любин; т.1).

Размещено на Allbest.ru