Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"Воронежский государственный технический университет"

Курсовая работа

по дисциплине "Детали машин и основы конструирования"

Тема: Лонжерон крыла

Воронеж 2012



Задание

на курсовую работу

по дисциплине "Детали машин и основы конструирования"

Тема: Лонжерон крыла

Вариант № 2

Исходные данные:

№ л-н	L/2 (м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	(кг м)	k1	x1 %
1	19,2	197200	148900	98700	72400	48200	25500	19750	12100	7400	5400	1,0	14,0
(кг)	(кг)	(кг)	(кг)	(кг)	(мм)	(мм)	(мм)	(мм)	б град	ч	е (м)	bo (м)	bк (м)
41000	26600	18700	14000	10200	450	410	464	1800	1,90	0,24	1,9	3,8	1,1

Выполнить:

1. Определить площадь и размеры верхнего и нижнего поясов заданного лонжерона (по сечению).

2. Определить толщину стенок и шаг стоек лонжерона (по сечению).

3. Рассчитать заклепочный шов крепления верхнего и нижнего поясов лонжерона к его стенке (между расчетными сечениями).

4. Рассчитать и начертить стык пояса лонжерона.

5. Спроектировать, рассчитать и начертить узел крепления крыла к фюзеляжу (по заданному лонжерону). Дать полные сечения и необходимые размеры.

6. Начертить лонжерон, указать все необходимые размеры и нормали крепления. Начертить все пять расчетных сечений, и указать необходимые размеры.



Содержание

1. Основные исходные данные

2. Расчет первого лонжерона двухлонжеронного моноблочного крыла

2.1 Особенности расчета моноблочного крыла

2.2 Проектирование и расчет лонжерона крыла

3. Расчет узла крепления крыла к фюзеляжу

3.1 Расчет проушины узла крепления крыла к фюзеляжу

4 Расчет стыка поясов лонжерона

Заключение

Список использованных источников



1. Основные исходные данные

Для проектирования лонжерона крыла имеем следующие данные: вид крыла в плане, сужение крыла (рисунок 1),

Рисунок 1. Поперечное сечение крыла (профиль крыла) (рисунок 2),

Рисунок 2

Количество лонжеронов, расстояние от носка крыла до первого лонжерона ₁ (в % от хорды крыла), межлонжеронное расстояние ₁₂ (в % от хорды), угол конусности крыла б, расстояние между расчетными сечениями крыла. Нагрузки в расчетных сечениях крыла и материал конструкции из задания на курсовую работу.

Надо выполнить расчет лонжерона двухлонжеронного крыла. Все параметры лонжерона определить в заданных сечениях 1-1, 2-2, 3-3, 4-4, 5-5 с известным расстоянием между ними е.



2. Расчет первого лонжерона двухлонжеронного моноблочного крыла

2.1 Особенности расчета моноблочного крыла

В моноблочном крыле значительная часть изгибающего момента воспринимается мощными панелями крыла - верхними и нижними.

Пусть ч часть изгибающего момента, воспринимаемая двумя лонжеронами крыла. Тогда

ч = ,

где - изгибающий момент в i-м сечении крыла, воспринимаемый только лонжеронами. - общий изгибающий момент в i-м сечении крыла.

Примем допущения:

- сечение крыла схематизировано как прямоугольное с рабочей высотой Н=0,95 средней габаритной высоты кессона. Носовая и хвостовая части крыла в расчетах не учитываются;

- считаем, что стеснение депланацией корневого участка крыла не сказывается на работе элементов расчетных сечений.

- примем - воспринимается только панелями крыла (верхними и нижними) и поясами лонжеронов, а Q (поперечная или перерезывающая сила) - только стенками лонжеронов.

2.2 Проектирование и расчет лонжерона крыла

Для определения линейных размеров сечений крыла определим коэффициент уменьшения размеров в зависимости от известных нам данных: длины полукрыла (l/2), расстояния от оси самолета до первого сечения (k₁е), расстояния между сечениями (е). Из условия

а₁ = ek₁*

а₂= ek_1-е*,

тогда по признаку подобия треугольников имеем

= .

Отношение обозначим как k_0эф.

k_0эф = ,

где - расстояние между сечениями;

к₁ - данное сечение;

к_1-е - предыдущее сечение;

k_0эф = = 1,1234,

примем k_0эф = 1,12.

Тогда с учетом коэффициента подобия получим следующие размеры в сечении 1-1 лонжерона по формуле:

a_i= ,

a₂= = = 400,6 мм,

b₂= = =365,0 мм,

с₂= = = 413,0 мм,

d₂= = = 1602,3 мм.

Расчеты для остальных сечений аналогичны, данные занесем в таблицу 1.

Таблица 1.

i	ai(мм)	bi(мм)	ci(мм)	di(мм)
1	450,0	410,0	464,0	1800,0
2	400,6	365,0	413,0	1602,3
3	356,6	324,9	367,7	1426,3
4	317,4	289,2	327,3	1269,7
5	282,6	257,4	291,4	1130,2

Линейные размеры поперечного сечения крыла показаны на рисунке 3.

лонжерон заклепочный крыло фюзеляж

Редуцированная площадь верхней панели вместе с верхними поясами двух лонжеронов в i-ом сечении:

= ,



где - критическое напряжение пояса, котрое принимаем равным критическому напряжению при местной потере устойчивости;

- рабочая высота схематизированного моноблочного крыла в i-м сечени.

Для двухлонжеронного крыла

= 0,95 ,

При Т = < 9 общая потеря устойчивости профиля затруднена, в этом случае можем принять

у_к.п.= у_к,

где у_к - критическое напряжение при местной потере устойчивости.

Для нахождения критического напряжения зададимся величиной Т для материала Д-16Т и примем Т=6,5 по графику у_к = f (Т) находим

у_к =33,50 кг/мм². На основании этих данных и данных из таблицы №1 рассчитаем и для первого сечения:

= 0,95 ,

= 0,95 = 419,3 мм,

= ,

= = 14040,2 мм²,

по аналогии расчитаем для всех сечений редуцированные площади верхних панелей вместе с верхними поясами и результаты сведем в таблицу 2.



Таблица 2.

i	Нi(мм)	Fiред.в(мм2)
1	419,3	14040,2
2	373,2	11909,3
3	332,2	8868,1
4	295,7	7307,7
5	263,3	5465,3

расчет суммарной площади верхних поясов двух лонжеронов в i-ом сечении:

=

= 0,24*14040,2= 3369, 6 мм²,

для двухлонжеронного крыла:

= +,

где - площадь верхнего пояса 1-го лонжерона в i-ом сечении,

- площадь верхнего пояса 2-го лонжерона в i-ом сечении.

Площади верхних поясов лонжеронов приближенно распределяются пропорционально высотам этих лонжеронов:

, = ,

,

= ,

= ,

= 3370 = 1763,2 мм²



Аналогично расчитаем для оставшихся сечений.

По выбранному значению Т и величине определяем размеры поясов лонжерона. При этом:

дⁱ = k ,

где k = 0,2?0,25,

выбираем k=0,23.

bⁱ_п = Т дⁱ,

Вⁱ = ,

Нⁱ_п = bⁱ_п + дⁱ₁,

где дⁱ₁=(1,3?1,5)дⁱ, выберем

дⁱ₁= 1,5 дⁱ.

Рассчитаем для первого сечения:

д¹ = 0,23 = 9,7 мм,

округляем до стандартных значений получим д¹= 10 мм.

b¹_п = 6,5*10 = 65 мм,

д¹₁= 1,45*10 = 14,5 мм,

округляем в большую сторону до 15 мм.



В¹= = 77 мм,

Нⁱ_п = 65 + 15 = 80 мм.

Расчет для остальных сечений рассчитывается по аналогии. Округленные результаты по сечениям сведем в таблицу 3.

Таблица 3.

i	Fiв(мм2)	Fiв1(мм2)	дi(мм)	дi1(мм)	biп (мм)	Вi(мм)	Нiп (мм)
1	3370	1763	10	15	65	77	80
2	2858	1496	9	13	59	74	72
3	2128	1114	8	12	52	60	64
4	1754	918	7	10	46	59	56
5	1312	686	6	9	39	52	48

где дⁱ - толщина вертикальной полки пояса лонжерона в i-ом сечении;

дⁱ₁ - толщина горизонтальной полки пояса лонжерона в i-ом сечении;

bⁱ_п - высота вертикальной полки пояса лонжерона в i-ом сечении;

Вⁱ - ширина горизонтальной полки пояса лонжерона в i-ом сечении;

Нⁱ_п - общая высота полки пояса лонжерона в i-ом сечении.

Размеры поясов лонжерона показаны на рисунке 4.

Рисунок 4



Для уменьшения напряжения на стыке полки лонжерона и обшивки рекомендуется без изменения расчитанных площадей изменить линейные размеры поясов лонжерона. Тогда рекомендованное сечение будет выглядеть как на рисунке 4.1. Где В рассчитанная ширина горизонтальной полки пояса лонжерона. А уменьшение д₁ по месту крепления обшивки крыла и соответствующего увеличения в средней части пояса лонжерона с учетом неизменности площади найденных исходных размеров, а именно В*₁=В*(₂+₃).

Рисунок 4.1

Тогда произведем рассчеты для построения чертежа, а именно получим новые размеры верхней полки лонжерона. Из условия ₂= 3 мм получим для любого сечения

₃ = ₁ - ₂,

₃= 15-3 =12 мм.

Из условия сохранения неизменной площади пояса, т.е. S= const при любых значениях В и ₁, подбираем В₂ и В₃ что бы удовлетворить это неравенство:



В*₁ = 2В₂₂ +В₃*₃,

Тогда получим следующую таблицу 3.1

Таблица 3.1

B	B2	B3	д2	д3	S
90	40	50	20	3	1113
85	35	50	20	3	969
80	20	60	22	3	698
70	34	36	12	3	599
55	19	36	15	3	452

В₃ взят с учетом крепления листов обшивки болтами диаметром 10 мм в сечениях 1-1,2-2 и 3-3. В сечения 4-4 и 5-5 болт диаметром 6 мм.

Редуцированную площадь нижней панели вместе с нижними поясами двух лонжеронов в i-ом сечении крыла находим по формуле

Fⁱ_ред.н = ,

где - рабочая высота схематизированного моноблочного крыла в i-м сечении;

= 0,9 - коэффициент ослабления нижней панели;

- предел прочности из справочника для Д-16Т (40 кг/мм²).

Рассчитаем первое сечение и по аналогии последующие:

F¹_ред.н = = 13065,1 мм².

Округленные данные () сведем в таблицу 4.



Таблица 4.

i	Нi		Fiред.н
1	419,3		13065
2	373,2		11082
3	332,2		8252
4	295,7		6800
5	263,3		5086

расчет суммарной площади нижнего пояса лонжерона в i-ом сечении крыла Fⁱ_н:

Fⁱ_н = ч Fⁱ_ред.н ,

для двухлонжеронного крыла

= +,

где - площадь верхнего пояса 1-го лонжерона в i-ом сечении,

- площадь верхнего пояса 2-го лонжерона в i-ом сечении.

Площади нижних поясов лонжеронов распределяются пропорционально высотам этих лонжеронов:

,

= ,

,

= .

Нижние панели и пояса лонжеронов в полете растянуты. Поэтому значение Т для нижнего пояса берем из пределов 8?12. По выбранному значению Т=10 и величинам определяем размеры нижних поясов лонжерона.

При этом:

дⁱ = k ,

где k = 0,2?0,25 в нашем случае выберем k=0,23,

bⁱ_п = Т дⁱ,

Вⁱ = ,

Нⁱ_п = bⁱ_п + дⁱ,

дⁱ₁=(1,3?1,5) дⁱ,

выберем дⁱ₁= 1,45 дⁱ.

Произведем расчет для сечения 1-1:

F¹_н = 0,24 х 13065,1= 3135,6 мм²,

= = 1640,7 мм²,

д¹ = 0,23 = 9,3 мм,

b¹_п = 10 х 9,3 = 93 мм,

д¹₁= 1,45 х 9,3 = 14 мм,

В¹ = = 57 мм,

Н¹_п = 90 + 9 = 99 мм.

Для остальных сечений аналогично.

Все округленные расчеты сводим в таблицу 5.



Таблица 5.

i	Fiн (мм2)	Fiн1 (мм2)	дi (мм)	дi1 (мм)	biп (мм)	Вi (мм)	Нiп (мм)
1	3136	1641	9,3	14	93	57	107
2	2660	1392	8,6	12	86	53	98
3	1981	1036	7,4	11	74	45	85
4	1632	854	6,7	10	67	41	77
5	1221	639	5,8	8	58	36	66

Аналогично, как и для верхней полки лонжерона произведем расчеты для нижней и полученные данные занесем в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

B	B2	B3	д2	д3	S
90	30	60	18	3	773
90	30	60	12	3	656
80	20	60	11	3	488
70	34	36	6	3	402
55	19	36	6	3	301

В₃ взят с учетом крепления листов обшивки болтами диаметром 10 мм в сечениях 1-1,2-2 и 3-3. В сечениях 4-4 и 5-5 болт диаметром 6 мм.

Определение толщины стенки и шага стоек первого лонжерона

Приведенная поперечная сила в i-ом сечении Qⁱ_пр (с учетом конусности лонжерона):

Qⁱ_пр = Qⁱ - б,

где Qⁱ -поперечная сила в i-ом сечении, Мⁱ_изг - общий изгибающий момент в i-ом сечении; б - угол конусности крыла в радианах.

Поперечная сила приходящаяся на стенку1-го (Qⁱ₁) лонжерона в i-ом сечении:



Qⁱ₁= Qⁱ_пр .

Погонные касательные усилия, действующие на стенку 1-го (qⁱ_ст1) лонжерона в i-ом сечении (рисунок 5).

Рисунок 5

Погонные касательные усилия от поперечной силы Qⁱ(qⁱ_Q) для 1-го лонжерона:

qⁱ_Q1= ,

где = 0,95а_i - расчетная высота 1-го лонжерона в i-ом сечении.

Погонные касательные усилия от действия Мⁱ_кр можно определить по следующей формуле:

qⁱ_Мкр = ,

= d_i .

Погонные касательные усилия (суммарные), действующие на стенку 1-го (qⁱ_ст1) лонжерона в i-ом сечении:



qⁱ_ст1 = qⁱ_Q1+ qⁱ_Мкр.

Произведем расчет для сечения 1-1, для остальных сечений расчет по аналогии.

Qⁱ_пр = 41000 - x 0.03= 25402,8 кг,

Qⁱ₁= 25403 = 13880,4 кг,

q¹_Q1= = 32,5 кг мм,

= х 1800 = 794400 мм²,

qⁱ_Мкр = = 16,05 кг мм,

qⁱ_ст1 = 33+16 = 49 кг мм.

Все округленные расчеты сведены в таблицу 6.

Таблица 6.

i	Qiпр(кг)	Qi1(кг)	Нi1р(мм)	qiQ1(кг мм)	Fконт(мм2)	qiМкр(кг мм)	qiст1(кг мм)
1	25403	13880	428	33	794400,0	16	49
2	13370	7306	381	19	629489,5	16	35
3	8848	4835	339	14	498812,9	12	26
4	5882	3214	302	11	395263,7	9	20
5	4129	2256	268	8	313210,4	9	17

Толщина стенки переднего лонжерона в i-ом сечении:

дⁱ_ст1= ,

Произведем расчеты для сечения 1-1, для остальных сечений расчеты аналогичны:



ф_к =0,3х40 = 12 кг/мм²,

д¹_ст1= = 4,1 мм.

Полученную толщину округляю до стандартной в сторону увеличения.

Шаг стоек лонжерона в i-ом сечении:

= ,

где - расчетная высота лонжерона в i-ом сечении;

Е= 7*10⁵ кг/см²= 7*10⁶ Мпа = 7000 кг/мм² ,

_р = _к =0,3д_в .

Произведем расчеты для сечения 1-1, для остальных сечений расчеты аналогичны:

= = 276,2 мм.

Принимаем округления в большую сторону и запишем в таблицу 7.

Таблица 7

i	дiст1(мм)	дiст1окр(мм)	tiст(мм)
1	4,1	4,5	276
2	2,9	3,0	174
3	2,2	2,5	144
4	1,7	2,0	114
5	1,4	1,5	84



Для сечения 5-5 из соображений облегчения конструкции крыла и технологии производства принимаем шаг стоек равный 100 мм.

Расчет заклепочного шва крепления стенки лонжерона к поясам

Сила, действующая на одну заклепку крепления стенки лонжерона к поясу в i-ом сечении;

Тⁱ_з = ,

где - шаг заклепок, =24?40 мм в зависимости от диаметра заклепок и числа рядов;

nⁱ - число рядов заклепок в i-ом сечении.

Для сечения 1-1 выберем =33 мм, n = 3 и q_ст=49 кг мм из таблицы 6 и произведем расчеты:

Т¹_з = = 539 кг,

По нагрузке Тⁱ_з из справочных материалов подбираем диаметр заклепок, который равен 5 мм.

Для сечения 2-2 выберем = 30 мм, n = 2 и q_ст= 35 кг мм:

Т²_з = = 525 кг,

По нагрузке d_з= 5 мм.

Для сечения 3-3 выберем = 40 мм, n = 2 и q_ст= 26 кг мм:

Т³_з = = 520 кг,



По нагрузке d_з= 5 мм.

Для сечения 4-4 выберем = 30 мм, n = 2 и q_ст= 20 кг мм:

Т⁴_з = = 300 кг,

По нагрузке d_з= 4 мм.

Для сечения 5-5 выберем = 30 мм, n = 2 и q_ст= 17 кг мм:

Т⁵_з = = 255 кг,

По нагрузке d_з= 4 мм.



3. Расчет узла крепления крыла к фюзеляжу

Определение нагрузок, действующих на болты узла крепления крыла к фюзеляжу по лонжерону (рисунок 6).

Сила, действующая на болты от изгибающего момента в корневом сечении крыла (Р_м) по заданному лонжерону

Р_м = ,

где - изгибающий момент в корневом сечении крыла, приходящийся на j-ый лонжерон;

Рисунок 6

h - расстояние между верхним и нижним болтами узла крепления крыла к фюзеляжу:



= ,

где ,- изгибающие моменты в корневом сечении крыла, приходящиеся на 1-ый лонжерон.

Сила, действующая на болты узла от поперечной силы в корневом сечении крыла:

Р_Q = ,

где - поперечная сила в корневом сечении (1-1), приходящаяся на стенку заданного лонжерона.

Суммарная сила, действующая на болты крепления крыла к фюзеляжу по лонжерону определяется:

Р_? = ,

Диаметр болтов крепления крыла к фюзеляжу по лонжерону определяется:

d = ,

где N - число плоскостей среза болта, N = 2,

[ф_ср] = 0,6 у_в.

Для материала болта 30ХГСА у_в = 120 кг/мм².



Расчет:

М¹_изг.л.1 = 207200000 = 103186047 кг мм;

Р_м = = 229302,3 кг;

Р_Q = = 20500 кг;

Р_? = = 230216,9 кг;

d = = 45,1 мм.

Из условия прочности выбираем диаметр болтов равный 48 мм.

3.1 Расчет проушины узла крепления крыла к фюзеляжу

Расчет на смятие:

у_см = < [у_см],

где F_см - площадь смятия, определяемая по формуле:

F_см = d д_у,

д_у - толщина проушины узла (рисунок 7),

[у_см] = 1,3 у_в - для болтов, установленных с гарантированным натягом, у_в=120 кг/мм² для стали 30ХГСА.



Рисунок 7.

Для расчета толщины проушины узла (д_у) необходимо, чтобы коэффициент запаса прочности по смятию (з_см) составил:

з_см = = 0,15 0,35;

F_см = 48 * 36 = 1728,0 мм²;

у_см = = 133,2 кг/мм²,

из условия прочности по смятию имеем

у_см 1,3*120=156 кг/мм².

Тогда коэффициент запаса прочности по смятию на основании высчитанного у_см составит:

з_см = = 0,15.

Подбираем толщину проушины равную 36 мм, т.к. з_см= 0,15 соответствует допуску 0,15 0,35.

Расчет на разрыв:



у_разр = < у_в,

где F_разр - площадь разрыва, определяемая по формуле:

F_разр = (b_у - d) д_у,

Величина b_у определяется из условия:

(b_у - d) д_у ,

b_у d ,

тогда с учетом допуска выберем b_у = 115 мм и тогда площадь разрыва

F_разр = (115 - 48) х 36,0 = 2412,0 мм²

у_разр = = 95,4 кг/мм²

з_разр = = 0,2 0,4

з_разр = = 0,21.

Величина з_разр находится в пределах 0,2 0,4. Высоту проушины выбираем равную 115,0 мм.

Расчет на срез:

ф = < [ф_ср],

где F_ср - площадь среза, определяемая по формуле:



F_ср = (t_у - ) д_у,

[ф_ср] = 0,6 у_в - для болтов, установленных с гарантированным натягом.

Величина t_у определяется из условия:

< F_ср ,

(t_у - ) д_у ,

t_у + ,

с учетом допуска определяем t_у = 80,0 мм.

F_ср = (80 - ) х 36 = 2016 кг/мм² ,

ф = = 57,1 кг/мм² ,

з_ср = = 0,2 .

Величина з_ср входит в пределы

з_ср = = 0,2 0,4.

Принимаю размеры проушины крепления крыла по первом лонжерону: д_у= 36,0 мм; b_у= 115,0 мм; t_у=80,0 мм.

Расчет крепления узла к лонжерону крыла

Крепление узла к верхнему и нижнему поясам лонжерона выполняем для силы Р_м (рисунок 6). Определяем нагрузки действующие на болты узла крепления крыла к фюзеляжу по верхнему поясу лонжерона:



Р_м = Р₁ + Р₂,

где Р₁ - составляющая силы Р_м, передающаяся по горизонтальной полке пояса лонжерона с площадью F₁,

Р₂ - составляющая силы Р_м, передающаяся по вертикальной полке пояса лонжерона с площадью F₂.

Силы Р₁ и Р₂ определяются

Р₁ = Р_м ,

Р₂ = Р_м ,

F₁ = Вⁱ дⁱ₁,

F₂= bⁱ_п дⁱ ,

F₁ = 77 * 15 = 1113,2 мм² ,

F₂= 63 * 10 = 942,5 мм² ,

Р₁ = 240930 = 149046,3 кг ,

Р₂ = 240930 = 80255,7 кг .

Количество болтов крепления по горизонтальной полке верхнего пояса 1-го лонжерона определяется:

n₁ = ,

[Р_ср.] = ф_ср,

где [Р_ср.] - допускаемая срезная нагрузка для болта данного диаметра;

m₁ - количество плоскостей среза для болтов крепления по горизонтальной полке пояса лонжерона с узлом, m₁ = 1,

[ф_ср] = 0,6 у_в - для материала болта;



для стали 30ХГСА:

у_в = 120 кг/мм² => [ф_ср] = 0,6*120 = 72 кг/мм²

Диаметр болтов принимаю равным d=10 мм:

[Р_ср.б] = 72 = 5654,9 кг мм,

n^в₁ = = 26,4

выберем 28 болтов.

Количество болтов крепления по вертикальной полке верхнего пояса 1-го лонжерона определяется:

n₂ =

m₂ - количество плоскостей среза для болтов крепления вертикальной полки пояса лонжерона с узлом, m₂ = 2,

n^в₂ = = 7,1;

принимаем n₂ = 8 болтов d=10 мм для верхнего пояса.

Количество болтов крепления со стенкой лонжерона определяется:

n₃ = ,

где m₃ - количество плоскостей среза для болтов крепления стенки лонжерона с узлом, m₃ = 2,

Q¹ - поперечная сила в корневом сечении, приходящаяся на стенку 1-го лонжерона.

Получим

n₃ = = 3,3;

принимаем по 4 болта d=10 мм для каждого пояса.

Необходимое количество болтов d=10 мм для крепления узла к лонжерону: n₁= 28, n₂= 8, n₃= 4.



4. Расчет стыка поясов лонжерона

Для стыка поясов лонжерона примем сечение 3-3 и определим действующие силы вдоль поясов.

Вдоль пояса лонжерона действует сила определяемая по формуле:

Р₁³ = ,

М³_изг.л.1 = М³_изг.л. ,

Р³_г = Р³₁ ,

Р³_в = Р³₁ ,

где Р³_г - сила, действующая по горизонтальной полке пояса в сечении 3-3,

Р³_в - сила, действующая по вертикальной полке пояса в сечении 3-3.

Рассчитаем стык по формулам:

М³_изг.л.1 = 98700000 = 51324000 кг мм,

Р³₁ = = 154497,3 кг;

F³_г = 66 * 11= 726 мм²;

F³_в = 50* 8 = 400 мм² ;

Площади горизонтальной (F³_г) и вертикальной (F³_в) полок верхнего пояса указаны на рисунке 8.



Рисунок 8

Р³_г = 154497,3 = 98878,3 кг;

Р³_в = 154497,3 = 55619,0 кг.

Аналогично рассчитаем по нижнему поясу лонжерона:

F³_г = 45 * 11= 495 мм²;

F³_в = 74* 7 = 518 мм² ;

Р³_г = 154497,3 = 75495 кг,

Р³_г = 154497,3 = 79003 кг

Количество болтов крепления перестыковочных накладок по горизонтальной (n_г) и вертикальной (n_в) полкам определяем по формулам:

n_г = ,

n_в =,



где [Р_ср.б.] - допускаемая нагрузка среза для болта данного диаметра,

m³_г - число плоскостей среза болтов крепления накладок по горизонтальной полке, m³_г = 1;

m³_в - число плоскостей среза болтов крепления накладок по вертикальной полке, m³_в = 2 .

Для верхнего пояса:

n_г = = 17,5

принимаем количество 18 болтов диаметром 10 мм;

n_в = = 4,9

принимаем 5 болтов диаметром 10 мм .

Для нижнего пояса:

n_г = = 13,3

примем 14 болтов d=10 мм;

n_в = = 6,9

примем 7 болтов d=10 мм.

Необходимое количество болтов крепления: n_г= 32, n_в= 12 штук.



Заключение

По предложенным исходным данным площади и размеры верхнего и нижнего поясов переднего лонжерона в заданных сечениях составили с учетом уменьшение д₁ по месту крепления обшивки крыла и соответствующего увеличения в средней части пояса лонжерона

Верхний пояс:

i	Fiв(мм2)	Fiв1(мм2)	дi(мм)	дi1(мм)	biп (мм)	Вi(мм)	Нiп (мм)
1	3370	1752	10	3	65	85	75
2	2858	1486	9	3	59	80	68
3	2128	1107	8	3	52	70	60
4	1754	912	7	3	46	70	53
5	1312	686	6	3	39	52	45

Нижний пояс:

i	Fiн (мм2)	Fiн1 (мм2)	дi (мм)	дi1 (мм)	biп (мм)	Вi (мм)	Нiп (мм)
1	3136	1631	9	3	90	63	99
2	2660	1383	9	3	90	44	99
3	1981	1030	7	3	70	54	77
4	1632	849	7	3	70	36	77
5	1221	635	6	3	60	31	66

Толщины стенок и шаг стоек лонжерона в сечениях составили:

i	дiст1окр(мм)	tiст(мм)
1	4,5	278
2	3,0	174
3	2,5	144
4	2,0	114
5	1,5	100

Рассчитанный заклепочный шов крепления верхнего и нижнего поясов лонжерона к его стенке между расчетными сечениями составил:

для сечения 1-1- =33 мм, n = 3, d_з= 5 мм;

для сечения 2-2 - = 30 мм, n = 2, d_з= 5 мм;

для сечения 3-3 - = 40 мм, n = 2, d_з= 5 мм;

для сечения 4-4 - = 30 мм, n = 2, d_з= 4 мм;

для сечения 5-5 - = 30 мм, n = 2, d_з= 4 мм.

Рассчитанный стык поясов лонжерона по сечению 3-3.

Количество болтов крепления перестыковочных накладок по горизонтальной (n_г) и вертикальной (n_в) полкам n_г= 32, n_в= 12 штук d=10 мм.

Спроектированный и рассчитанный узел крепления крыла к фюзеляжу по первому лонжерону имеет следующие размеры: толщина проушины узла равно 38,0 мм; высота проушины - 115,0 мм; расстояние от центра болта до края узла - 79,0 мм.

После выполнения необходимых расчетов выполнил чертежи, которые прикладываются на трех листах формата А-1.



Список использованных источников

С.К. Кириакиди, А.Н. Демешко Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу "Конструирование детали и узлов самолета" "Расчет лонжеронов моноблочного крыла самолета" для студентов специальности 130100 "Самолёто- и вертолетостроение" дневной и вечерней форм обучения № 87-96// ВГТУ, Воронеж, 1996г.;

Справочная книга по расчету и проектированию конструкций/ М.В. Астахов, А.В. Караваев, С.Я. Макаров, Я.Я. Суздальцев; под ред. Е.Л. Веллер - М.: Типография Оборонгиза, 1954.- 700 с.

Е.С. Войт проектирование конструкций самолётов: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности "Самолётостроение" / Е.С. Войт, А.И. Ендогур и др. - М.: Машиностроение, 1987. - 416 с.

Г.И. Житомирский Конструкция самолетов: Учебник для студентов авиационных специальностей ВУЗов - М.: Машиностроение, 1991. - 400 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru