ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Балки в конструкции самолетов из "Основы конструирования в самолетостроении Издание 2 " применяемые в конструкции самолетов, должны удовлетворять заданным требованиям прочности и жесткости при наименьшей массе. В конструкции самолета балки работают на изгиб со сдвигом и сжатием (или растяжением) одновременно. Поэтому следует выбирать форму сечения балок так, чтобы наибольшая часть массы материала располагалась возможно дальше от нейтральной оси. [c.26] Балки могут быть сплошными (монолитными) или составными. Сплошные балки изготовляют способом проката (рис. 4.1, а), если сечение постоянно вдоль длины балки, или способом горячей штамповки (см. рис. 4.1, б), если форма и размеры сечения изменяются. Составные балки собирают из отдельных элементов поясов, стенок и стоек, соединяемых друг с другом при помощи заклепок, болтов, сварки или клея. Различают балки с одной или двумя стенками. Верхние и нижние пояса одностеночных балок обычно имеют тавровое сечение, поэтому такие балки называют двутавровыми (рис. 4,2) Пояса менее нагруженных балок могут иметь форму уголков, образующих со стенкой балку в форме швеллера (рис. 4.3). Балки швеллерного сечения применяют иногда по технологическим соображениям в качестве замыкающих стенок крыла и оперения, когда нужно обеспечить возможность открытой клепки. [c.26] Двустеночные балки образуют по форме сечения замкнутый контур и называются коробчатыми (рис. 4.4). Обычно коробчатые балки имеют швеллерные пояса (см. рис. 4.4, а), хотя известны балки с поясами трубчатого сечения из круглых или овальных труб (см. рис. 4.4, б). Применение овальных труб позволяет удалить материал поясов на большее расстояние от нейтральной оси, чем у круглых труб. Благодаря этому могут быть уменьшены толщина и масса поясов при сохранении потребного значения момента сопротивления. Это имеет значение в тех случаях, когда высота балки ограничена, как, например, высота лонжерона крыла или оперения скоростного самолета, ограниченная требованиями аэродинамики. [c.26] На рис. 4.4, г, д приведены формы сечений коробчатых балок с поясами, изготовленными из гнутых профилей. [c.26] В практике самолетостроения встречались металлические лонжероны в виде коробчатых балок, однако можно отметить, что более характерна эта форма поперечного сечения для деревянных лонжеронов (см. рис. 4.4, в). Можно ожидать возвращения к коробчатым сечениям балок при применении в самолетостроении пластиков (например, стеклопластиков) и дельта-древесины. [c.27] При изгибе балки в поясах возникают преимущественно нормальные напряжения сжатия и растяжения от действия изгибающего момента, в стенках — преимущественно касательные напряжения (сдвиг) от действия перерезывающей силы. Стойки нагружаются при потере устойчивости стенки, повышая несущую способность стенки и поясов. Стойки делят пояса на короткие участки, благодаря чему уменьшаются изгибные напряжения в поясах, возникающие при потере устойчивости стенки помимо этого стойки делят стенку на клетки, повышая этим критические напряжения стенки при сдвиге. [c.27] Швеллерные балки применяются для малонагруженных конструкций, работающих на изгиб, как, например, нервюр крыльев и оперений или лонжеронов оперений небольших самолетов или планеров. [c.28] Балки двутаврового сечения применяются более часто, так как вследствие симметрии они лучше швеллерных сопротивляются изгибу (при рав1юй площади поперечного сечения). [c.28] Коробчатые балки применяются для сильно нагруженных конструкций, таких как усиленные нервюры, лонжероны опере ния и хвостовые балки бесфюзеляжных самолетов Кроме того, обладая по сравнению со швеллерными и двутавровыми балками большей жесткостью при кручении, коробчатые балки могут применяться в конструкциях, работающих на кручение. [c.28] Однако следует иметь в виду, что коробчатые клепаные металлические балки неудобны для производства для их сборки и для присоединения к ним других элементов конструкции (например, стенок нервюр) необходимо предусматривать в стенках балки технологические отверстия для доступа к местам клепки. Сборка деревянных или пластмассовых коробчатых балок значительно проще металлических, так как соединение стенок с поясами и с внутренними стойками (диафрагмами) может быть осуществлено при помощи клея. [c.29] Вернуться к основной статье