доклад 1. 6. Особенности нагружения и понятие прочности вс
 Скачать 25.5 Kb.
|
|
6. Особенности нагружения и понятие прочности ВС К современным самолетам предъявляются весьма разнообразные и зачастую противоречивые требования. Одним из основных является требование наименьшего веса и достаточной прочности, поскольку повышение прочности обычно связано с утяжелением конструкции, а облегчение конструкции- с понижением прочности. Под прочностью самолета принято понимать способность его конструкции воспринимать, не разрушаясь, определенные внешние нагрузки. Все нагрузки, действующие на конструкцию делятся на: статистические и динамические. Действие воздушных нагрузок в горизонтальном направлении обычно рассматриваются как статическое. Статистические испытания самолета проводятся, как правило, до 100% расчетных нагрузок или до разрушения. Прочность тех панелей и элементов конструкции самолета, для которых расчет показывает существенное влияние повышенных температур, проверяется статистическими испытаниями, как с нагревом, там и без. Динамическое нагружение происходит, например, при посадке, движении самолета по неровному грунту, внезапном порыве воздуха в полете и т.п. Динамические нагрузки могут носить ударный или вибрационный характер. Динамическим испытаниям подвергают элементы конструкции самолета, которые испытавыют переменные нагрузки: шасси, крыло, оперение, узлы крепления двигателя, фюзеляж и т.д. Под эксплуатационной нагрузкой, действующей на самолет, понимают ожидаемое наибольшее значение нагрузки, которое может достигаться на предельно допустимых режимах. После заводских, гос. и эксплуатационных испытаний самолет проходит сертификацию- установление соответствия типа самолета, его двигателей и оборудования действующим нормам летной годности. Число, показывающее во сколько раз разрушающие нагрузки больше эксплуатационных, называется коэффициентом безопасности:  Чем больше коэффициент безопасности, тем надежнее конструкция, но тем больше ее полетная масса, поэтому на практике стараются использовать минимальные значения коэффициента безопасности. Основное назначение коэффициента безопасности состоит в том, чтобы исключить появление остаточных деформаций в элементах конструкции при эксплуатационных нагрузках. Обычно для ВС ГА коэффициент безопасности равен 1,5-2. Сравнительно небольшая величина коэффициента безопасности в авиационной технике по сравнению с другими областями техники обуславливает повышение требования к точности расчетов на прочность авиационных конструкций, к качеству применяемых материалов, к технологии изготовления и ремонту авиационной техники. Согласно ВК РФ, статьи 35: Требования к прочности определены через эксплуатационные нагрузки (максимальные нагрузки, возможные в эксплуатации) и расчетные нагрузки (эксплуатационные нагрузки, умноженные на предписанные коэффициенты безопасности). Пригодность каждой детали или части конструкции, влияющих на безопасность, должна быть подтверждена расчетом или испытаниями. Каждый вид установленного оборудования должен быть изготовлен, собран и установлен так, чтобы: - обеспечивалась безопасная эксплуатация в условиях внешних воздействий в процессе эксплуатации в полете и на земле (в том числе в случае возможного отказа); - имелся доступ для осмотров и технического обслуживания. Конструкция считается достаточно прочной, если действующие нагрузки не превышают своих допустимых значений. Таким образом, условие прочности в общем виде: Р≤Рдоп , где Р- дейтсвуюящая нагрузка, Рдоп- допустимая нагрузка. 12. Нагрузки действующие на крыло В полете на крыло действуют распределенные аэродинамические силы, приложенные непосредственно к обшивке в виде сил разрежения и давления, массовые силы конструкции крыла, распределенные по всему объему крыла, и сосредоточенные массовые силы от агрегатов грузов, приложенные в узлах их крепления к крылу. ()Крыло, обеспечивая создание практически всей подъемной силы, является высоконагруженной частью самолета. К основным нагрузкам относятся : аэродинамические и массовые силы. ()Аэродинамическая нагрузка возникает в результате взаимодействия крыла с воздушным потоком и является распределенной. (рис). Распределенная воздушная нагрузка (qв) - нагрузка, возникающая за счет действия подъёмной силы на крыло самолета. Как можно увидеть по эпюре, эта нагрузка плавно увеличивается от законцовок к фюзеляжу.⠀ ()Распределенная массовая нагрузка (q кр) - нагрузка, возникающая за счет того, что крыло имеет свою массу. Также мы можем увидеть, что вес плавно увеличивается от законцовки до корня крыла.⠀ ()Сосредоточенные нагрузки от агрегатов на крыле (q агр.) - нагрузка, от веса элементов, присоединенных к крылу (Например двигателей, бомб, подвесных топливных баков). Место приложения данной нагрузки- точка крепления груза к крылу.⠀ ⠀ От действия этих нагрузок в крыле возникают силовые факторы: ()Изгибающий момент (М)- образован парой сил в плоскости изгиба крыла. Продольные элементы работают на растяжение - сжатие. ()Крутящий момент (Мк) - образован парой сил в перпендекулярной крылу плоскости. Продольные элементы и обшивка, образуя замкнутый контур, работают на кручение.⠀ Поперечная сила (Q) - действует перпендикулярно крылу вверх. Если мы рассмотрим какое-либо сечение крыла, то в данном сечении распределенная нагрузка q будет выражена как раз поперечной силой Q. Если бы крыло не было жёсткое, то это сечение просто порвалось и поднялось бы вверх. Однако реальное крыло имеет достаточную прочность и такого не происходит. В связи с этим в крыле возникает внутреннее напряжение. Стенки продольных элементов работают на сдвиг.⠀ Вектор аэродинамической нагрузки является равнодействующей подъемной силы и лобового сопротивления. ()Величина расчетной (разрушающей) аэродинамической нагрузки определяется по формуле: Раэр= Yр= G× n× f, где G– сила тяжести самолета; n– коэффициент эксплуатационной перегрузки; f– коэффициент безопасности. ()Равнодействующие погонной аэродинамической нагрузки приложены по линии центров давления крыла. Массовые нагрузки – это силы тяжести и инерции масс конструкции самого крыла, топлива, грузов и агрегатов, расположенных внутри или прикрепленных к нему снаружи. Инерционные силы возникают при появлении ускорений в криволинейных полетах, при полете в болтанку или при ударе о землю во время посадки. Погонные массовые нагрузки конструкции крыла распределяются по размаху так же, как и его масса. Равнодействующие погонных массовых сил приложены по линии центров тяжести крыла, которую можно считать проходящей через точки, лежащие на 42-45 % хорд от носка крыла. Нагрузки от агрегатов приложены в их центре тяжести. |