Примеры расчетов элементов фотоэлектрической батареи, страница 7

где  = 1.14 – коэффициент неравномерности нагрузки по длине контактных линий при расчете на изгибную выносливость;

– коэффициент динамической нагрузки.

тогда расчетное напряжение

Допускаемое напряжение изгиба при расчете на выносливость

,

(8.3.58)

где      – предел изгибной выносливости, МПа;

 – коэффициент безопасности;

=0.9 – коэффициент долговечности.

При твердости HRC40 –  =800 МПа, =2.2, тогда

Коэффициент запаса K_з=1.34.

8.3.7  Расчет на прочность узла крепления крыла к КЛА

Проверим вал крепления крыла к ЛА на прочность при действии изгибающего момента М_{изг max} (рис. 8.13).

Сечение вала круглое, поэтому

,

(8.3.59)

 

где W_р – полярный момент сопротивления:

.

(8.3.60)

М_{изг.мах} – максимальный изгибающий момент:

,

(8.3.61)

где     L – длина крыла,

m – погонная масса крыла,

I – момент инерции сечения крыла:

(8.3.62)

Здесь   a=0.794=3.16 м – ширина крыла;

b=0.017 м – толщина крыла.

Рис. 8.13 Схема к расчету вала

Погонная масса крыла равна погонной массе панели:

m=3.8 кг/м.

.

,

(8.3.63)

где [σ]=150 МПа – допустимое напряжение для алюминиевого сплава . Так как 63<150, то вал выдержит нагрузку, т.е. коэффициент запаса

8.4  Основные параметры упругих элементов

Упругие элементы находят широкое применение в механизмах и устройствах. Детали устройств, упруго деформируемые под действием нагрузки и отдающие накопленную энергию при восстановлении исходного положения после снятия нагрузки, называются упругими элементами, или пружинами. Способность изменять свои размеры и форму при нагружении является основным рабочим свойством упругого элемента.

Упругие элементы классифицируются по различным признакам: назначению, геометрической форме, области применения, напряжениям, возникающим при работе, и другим признакам. Наиболее часто их классифицируют по геометрическим признакам. При этом выделяют три группы:

-  стержневые упругие элементы, представляющие собой стержни произвольной конфигурации, которые, в свою очередь, подразделяются на плоские и винтовые пружины;

-  упругие элементы в виде оболочек: мембраны, мембранные коробки, сильфоны и трубчатые пружины;

-  комбинированные упругие элементы, представляющие собой сочетание разных упругих элементов первых двух групп, например, сочетание в одной конструкции сильфона и винтовой пружины.

По назначению упругие элементы подразделяют на измерительные, силовые и элементы для упругих связей.

По характеру напряжений, возникающих при деформации, различают упругие элементы, работающие на изгиб, кручение и сложное нагружение (изгиб и кручение одновременно).

Упругие элементы характеризуются большим числом различных параметров. К числу основных параметров, определяющих упругие свойства элементов, относятся характеристика, чувствительность и жесткость.

Характеристикой называется зависимость между действующей на упругий элемент нагрузкой и его перемещением. Эта зависимость выражается формулой

(8.4.1)

В зависимости от условий работы перемещение (ход) может быть линейным или угловым, а нагрузкой может служить сила Р, момент силы М или давление р.

Упругие элементы могут иметь различные характеристики (рис. 8.14).

Рис. 8.14 Характеристики упругих элементов

1 – линейная характеристика, 2 – нелинейная характеристика,
3 – комбинированная характеристика

Чувствительностью, или податливостью, упругого элемента называют предел отношения приращения деформации к изменению нагрузки, вызвавшему это приращение, при условии, что приращение нагрузки стремится к нулю. Это отношение может быть выражено формулой

(8.4.2)

На рис. 8.14 видно, что чувствительность численно равна тангенсу угла наклона характеристики в данной точке. Для линейной характеристики чувствительность – величина постоянная во всем диапазоне изменения нагрузки, а для нелинейной характеристики чувствительность изменяется при изменении нагрузки.