ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет и конструирование двутавровых тонкостенных лонжеронов на изгиб и сдвиг при изгибе из "Основы конструирования в самолетостроении Издание 2 " В приближенных (проектировочных) расчетах часто не учитывают момента инерции стенки, полагая его влияние на напряжение изгиба незначительным. Между тем это влияние зависит от отношения толщины стенки к ширине пояса. Найдем значения этого отношения, при которых доля изгибающего момента, воспринимаемого стенкой, пренебрежимо мала. Для этой цели рассмотрим работу схематизированного сечения двутавровой балки (см. рис. 4.11). [c.32] Зависимость Мс М —1(Н1Н) представлена на рис. 4.13. Легко видеть, что при Ь/В 0,1 и ЫН 5 0,8 стенка воспринимает значительную долю изгибающего момента. Однако в самолетостроении обычно встречаются значения ЫВ в пределах 0,01. .. 0,02 и ЫН не более 0,8 в этом случае не превышает 2,1%. [c.33] Следовательно, работой на изгиб стенки двутавровой балки с размерами, обычными для самолетостроения, можно пренебречь и считать, что весь изгибающий момент воспринимается поясами балки. [c.33] Найдем величину погрешности при определении напряжения по приближенной рмуле (4.6) в виде отношения к = ст /апр, где (Тй определяется по формуле (4,2). [c.33] На рис. 4.15 построен график / (с/Я). [c.34] Эпюра напряжений, полученных по формуле (4.16), приведена на рис. 4.16, а. [c.35] Здесь / — момент инерции всего сечения относительно нейтральной оси 5 — статический момент половины сечения. [c.36] Зависимость (4.21) представлена графически на рис. 4.17. [c.36] В пределах значений ЫВ от 0,01 до 0,03 и значений с/Я от 0,1 до 0,4 формула (4.22) дает, по сравнению с формулой (4.16), ошибку, не превышающую 1 %. [c.36] Значение с/Н определено ранее из расчета балки на изгиб с учетом устойчивости пояса при сжатии. [c.36] Сравним балки, различающиеся количеством стенок (рис. 4.18). [c.37] Материал балок, высоту Я и перерезывающую силу Q примем одинаковыми для всех балок. [c.37] Рассмотрим два случая работы стенок работу на сдвиг без потери устойчивости и работу при критических напряжениях сдвига. [c.37] Следовательно, с увеличением числа стенок суммарная площадь сечения всех стенок 2 и суммарная масса превышают соответственно площадь и массу стенки одностеночной балки в раз. [c.38] Из выражения (4.30) следует, что общая масса стенок растет с увеличением их числа. Что же касается массы поясов, то их масса с ростом числа стенок должна уменьшаться. Действительно, при п стенках (см. рис. 4.18) вся балка разбивается на п — 1) отдельных балок, и, следовательно, на каждую отдельную балку действует не полный изгибающий момент, а М п — 1). [c.39] Следовательно, материал пояса при п 1 располагается дальше от нейтральной оси, чем при п = 1, и при соблюдении суммарного значения / --] и Wnл равным соответственно 1п= и Шп=, площадь сечения поясов Зп при п 1 может быть меньше площади л=1 при л = 1. [c.39] Задача 4.1. Конструирование балки. [c.40] История самолетостроения богата примерами применения ферм в конструкции самолетов. В зависимости от расположения стержней фермы делятся на плоские (рис. 5.1), все стержни которых лежат в одной плоскости, и пространственные (рис. 5.2), стержни которых расположены в разных плоскостях. [c.42] Расчалочные фермы легче, чем жесткие. Разница в массе тем больше, чем длиннее раскосы, так как в жесткой ферме раскосы воспринимают и сжимающие усилия (вследствие знакопеременной нагрузки). При сжатии длинных стержней возникают явления продольного изгиба, тогда как в расчалочной ферме расчалки всегда работают на растяжение. Кроме того, заделка расчалок подобна идеальному шарниру, в то время как заделка жесткого раскоса (при сварном или заклепочном соединении стержней) приводит к появлению не только сжимающих или растягивающих напряжений в стержнях, но и изгибающих моментов. Возникающие при этом напряжения изгиба могут быть довольно значительными. Суммарное действие изгибающих моментов и осевых сил в стержнях приводит к продольно-поперечному изгибу и требует увеличения площади сечения стержней. [c.42] Вернуться к основной статье