Пояснительная записка к курсовой работе по прочности ”Расчет на прочность элементов конструкции самолета”, страница 15

Построим эпюры перерезывающих, осевых сил, изгибающих и крутящих моментов для всех силовых элементов стойки.

Усилия от действия осевой силы .

Изгибающий момент в точках правой полуоси

1   равен 0;

2   , ;

3   , ;

левой полуоси

3   , ;

4   , ;

5   равен 0

передней полутележки

3   равен 0

6   , ;

( для задней полутележки и оси картина будет симметрична), штока

6   , ;

7   , ;

9   равен 0;

цилиндра

7   равен 0;

8   ;

9   ;

10 ;

правой полутраверсы

(реакция в шарнире , ),

10 ,;

11 равен 0;

левой полутраверсы

(реакция в шарнире , ),

10 , ;

12 равен0;

Перерезывающая сила от действия силы  в точках правой полуоси

1   , ;

2   ,

,

3   , ;

левой полуоси

3   , ;

4   ,

,

5   , ;

передней полутраверсы

3, 6    , ;

штока

6        равна 0;

7, 9    , ;

цилиндра

7, 9    ;

10 равна 0;

правой полутраверы

10, 11    , ;

левой полутраверсы

12, 12    , ;

Нормальная сила от действия

в штоке          , ;

в цилиндре    , .

Усилия от действия силы .

Введем обозначения

, ;

, .

Изгибающий момент в точках правой полуоси

1   равен 0;

2   , ;

3   , ;

левой полуоси

3   , ;

4   , ;

5   равен 0

передней полутележки

, ;

штока

6   равен 0

7   , ;

9   равен 0;

цилиндра

6   равен 0;

8   ,

, ;

в траверсе равен 0

Нормальная сила в тележке , ;

в цилиндре от точки 8 до точки 10 , .

Перерезывающая сила в точках правой полуоси от 1 до 2    , ;

от 2 до 3    , ;

левой полуоси от 3 до 4    , ;

от 4 до 5    , ;

в тележке равна 0;

в штоке от 6 до 7    , ;

от 7 до 9    , ;

в цилидре от 7 до 8    , ;

от 8 до 9    , ;

от 9 до 10  , ;

в траверсе , .

Дополнительный изгиб от кручения.

Крутящий момент со стойки передается на цилиндр через шлиц-шарнир.

Рис. 22 Шлиц-шарнир

Пусть

, ,

.

Крутящий момент передается силой в центральном шарнире шлиц-шарнира

, .

Крутящий момент в цилиндре

, .

Дополнительный изгибающий момент в штоке в точке 7 , ;

в точке 9 дополнительный изгибающий момент равен 0.

В цилиндре картина усилий аналогична.

Дополнительная перерезывающая сила в штоке от точки6 до точки 7 , ;

от точки 7 до точки 9 , ;

в цилиндре на участке 7-9 , .

Эпюры усилий в элементах стойки показаны на Рис.23, Рис. 24, Рис. 25 и Рис. 26.

4.3.2 Подбор сечения штока

Шток работает в условиях сжатия с изгибом. Нормальные напряжения в сечении штока определятся

.

Опасным сечением для штока будет точка 3.

Результирующий изгибающий момент

, .

Нормальная сила в сечеии

.

Примем кольцевую форму сечения штока.

Так как шток работает  на сжатие, за разрушающее следует принять напряжение потери устойчивости

, где     -   толщина стенки сечения штока;

 -   наружный диаметр сечения шока;

Примем материал штока – сталь 30ХГСА с характеристиками: , .

Примем .

Тогда

, .

Введем обозначение

, , .

Для кольцевого сечения

Из условия прочности , подберем диаметр штока. Результаты представлены в таблице 15.

Таблица 15 Подбор сечения штока

Принимаем ,

, .

4.3.3 Подбор сечения цилиндра

Условие прочности стойки-цилиндра определяется

, где     -  окружное напряжение;

 -   меридиональное напряжение;

 -касательное напряжение от кручения.

Окружное напряжение можно найти из формулы

, где     -    максимальное давление газа в цилиндре;

, где     -  сила сопротивления газа к концу хода поршня, ;

 -       площадь газового поршня, ;

.

Меридиональное напряжение

, где     -  напряжение от изгиба,

;

 -  меридиональное напряжение от давления ,

.

Для кольцевого сечения

Касательное напряжение при кручении

.

В итоге будем иметь

.

Опасным сечением для цилиндра будет точка 9. (см. таблицу 16)

Таблица 16 Выбор опасного сечения цилиндра

Результаты подбора сечения цилиндра приведены в таблице 17.

Таблица 17 Подбор сечения цилиндра

Принимаем: толщина стенки цилиндра , наружный диаметр .