Пояснительная записка к курсовой работе по прочности ”Расчет на прочность элементов конструкции самолета”, страница 18

Таким образом, перегрузка в центре масс самолета равна нулю.

Момент пары сил  уравновешивается моментом инерционных сил вращательного движения

, .

Перегрузка в любой точке самолета будет обусловлена вращением самолета относительно оси Z с ускорением

, .

Величина перегрузки находится по формуле

.

Сила с которой i-ий груз действует на фюзеляж

.

Результаты расчета сведены в таблицу 24.

Таблица 24 Действие на горизонтальное оперение второй маневренной нагрузки

5.3 Уравновешивание самолета в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии самолета

Нагрузки в плоскости, перпендикулярной плоскости симметрии, создают несимметричное нагружение самолета и фюзеляжа.

Несимметричным нагружение будет при действии нагрузок на вертикальном оперении, при одновременном нагружении горизонтального и вертикального оперения.

Уравновешивание самолета в этих случаях производится так же, как и при действии сил в вертикальной плоскости. Равновесие достигается приложением массовых сил поступательного и вращательного движения.

При действии на вертикальное оперение маневренной нагрузки

,

Примем .

;

.

Результаты расчета сведены в таблицу 25

Таблица 25 Действие на вертикальное оперение маневренной нагрузки

5.4 Построение эпюр перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов для фюзеляжа

При построении эпюр перерезывающих сил, изгибающих и крутящих моментов учитывается действие сосредоточенных массовых сил от грузов, расположенных в фюзеляже и распределенных нагрузок от массы конструкции фюзеляжа.

Сосредоточенные массовые силы от грузов

.

Распределенные нагрузки от массы конструкции фюзеляжа заменяются сосредоточенными силами. Для этого фюзеляж разбивается на отсеки. Число отсеков принимается равным числу грузов в фюзеляже. Массу фюзеляжа, заключенная в отсеке можно определить по формуле

.

Тогда суммарная массовая сила, действующая в i-ой точке, определится

, где    .

Результаты расчета представлены в таблице 26

Таблица 26 Расчетные нагрузки на фюзеляж

При построении эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов фюзеляж можно рассматривать как балку, опирающуюся на лонжероны крыла, к которой приложены массовые силы , а также нагрузки со стороны горизонтального оперения и реакции в узлах крепления и реакции в узлах крепления крыла.

Рис.30 Расчетная схема для построения эпюр

Реакции со стороны горизонтального оперения можно определить

, ;

, .

;

.

Реакции в крайних лонжеронах

,

.

Эпюры перерезывающей силы  и изгибающего момента  представлены на Рис.31.

Построение эпюр ,  и  производится также.

Если предположить, что узел a крепления крыла шарнирный, а узел c – моментный, то реакции в узлах от действия нагрузки на вертикальное оперение определятся

, ;

;

, .

Эпюры представлены на Рис.32.

Рис. 31 Эпюры перерезывающей силы  и изгибающего момента

Рис. 32 Эпюры ,  и

5.5 Подбор сечений силовых элементов фюзеляжа

Фюзеляж представляет собой тонкостенную конструкцию, состоящую из каркаса и обшивки. Каркас образуется из продольного набора (стрингеров) и поперечного набора ( шпангоутов).

Продольный набор воспринимает нормальные напряжения при изгибе фюзеляжа в двух плоскостях, а обшивка – касательные напряжения сдвига при изгибе и кручении фюзеляжа.

Силовые факторы, действующие в расчетном сечении:

,

,

,

,

.

5.5.1 Определение толщины обшивки хвостовой части фюзеляжа

Толщина обшивки боковин и сводов фюзеляжа в расчетном сечении определяется из соотношения

, где     -    разрушающее касательное напряжение обшивки, ,                             ;

 -   погонное касательное усилие в боковинах или сводах фюзеляжа.

5.5.1.1 Погонные касательные силы при наибольшей нагрузке на горизонтальное оперение

Погонные касательные силы в боковинах фюзеляжа при наибольшей нагрузке на горизонтальное оперение можно определить по формуле

, где     -   угол конусности фюзеляжа при виде сбоку, ;

 -  высота боковин, , .

.

5.5.1.2 Погонные касательные силы при наибольшей нагрузке на вертикальное оперение

При действии наибольшей нагрузки на вертикальное оперение погонные касательные силы в боковинах и сводах равны