Навантаження рубильника від зусиль розпору й розрахункова схема

а — прогин f обшивання щодо поверхні рубильника; б - розрахункова схема; 1 - обшивання; 2 - рубильник; А, Б - крапки торкання поверхонь обшивання й рубильника

Рис.5.3

Відхилення обшивань від робочого контуру рубильника звичайно f= 1,0...2,0 мм, а l_k перебуває в межах від 400 до 1000 мм. Для представленої схеми прогин/визначається формулою

звідки інтенсивність розподіленого навантаження (q) запишеться

Виникаюче при цьому додаткове внутрішнє напруження Δσ мало і їм зневажають. Лише у випадку монолітних обшивань, особливо вафельної конструкції, зусилля притиску потрібні значної величини й Δσ варто враховувати.

Розподіл вертикальних навантажень по несучих елементах СП повинне відбивати реальний додаток сил, що робить розрахунок поперечного вигину балки громіздким. Для спрощення розрахунків зосереджені сили від рубильників і ложементів заміняють розподіленим навантаженням з інтенсивністю (q) постійної або змінної величини залежно від конструктивної схеми СП (мал. 5.4). Так при зборці панелей крила, оперення, хвостової частини фюзеляжу верхня балка СП (стапеля) нахилена, маса рубильників (ложементів) з елементами ЗЭП М_р змінюється пропорційно їхній довжині (у першому наближені). Навантаження балок приймають відповідно мал. 5.4,а , тобто за трапецієподібним законом, а інтенсивність розподіленого навантаження підраховують як показане на мал. 5.4,6.

Якщо m_1, l₁- відповідно маса й довжина найменшого рубильника, m_k, l_k - маса й довжина найбільшого рубильника при довжині балки l між опорами, інтенсивність навантаження q на прямокутній ділянці схеми

де n - число вхідних у навантаження рубильників.

На трикутній ділянці

Розподіл вертикального навантаження між елементами складальних пристосувань

1 - верхня балка; 2 - нижня балка; 3 - рубильники; 4 - колона; 5 - ложемент; 6 - бічні рубильники

Рис.5.4

А найбільша інтенсивність q _K визначиться

При наявності в прольотах балок рубильників із установленими на них ЗЭП, маса яких істотно більше інших, навантаження від них приймають зосереджену що значно ускладнює розрахунки балок.

Подібно попередньому розподіляється навантаження від маси вузла, що складається (агрегату). При цьому інтенсивність навантаження приймають пропорційної площам поперечних перерізів конструкції, що складається. Для спрощення, з огляду на, що наведена товщина обшивання по довжині об'єкта складання міняється незначно, можна значення q прийняти пропорційно периметрам П и висотам перетинів Н.

Розподіл навантаження між балками СП роблять так, щоб їхні прогини при цьому були найбільшими з можливих, і залежать від схеми розташування балок і типу підвіски рубильників (ложементів).

Для стапелів двухбалочної схеми (мал.5.4,в) приймають :

а) при розрахунку верхньої балки 1 - масу рубильників М_р , масу об'єкта складання М_ос із працюючими в ньому людьми, а також масу встановлених на ній фіксаторів;

б) при розрахунку нижньої балки 2 - також масу рубильників М_р , М_ос із працюючими, масу фіксаторів, установлених на нижній балці.

Для стапелів трехбалочної схеми (мал.5.4,г) :

а) при розрахунку верхніх балок ураховують масу правих і лівих рубильників. Масу М_ос звичайно не враховують;

б) при розрахунку нижніх балок ураховують масу бічних рубильників своєї сторони, половину маси М_ос і половину маси нижніх рубильників (ложементів).

Для стапелів чотирьохбалочних схем, що має місце при проектуванні ТО складання відсіків фюзеляжу (мал.5.4,д) :

а) при розрахунку верхніх балок - масу бічних рубильників, прикріплених до балки, і половину маси верхніх рубильників. Масу об'єкта зборки, як правило, не враховують;

б) при розрахунку нижніх балок ураховують масу прикріплених бічних рубильників, половину маси ложементів, половину маси агрегату, що складається.

Безумовно, заміна зосереджених сил розподіленим навантаженням вносить у розрахунки певні похибки, але в навчальному проектуванні можливо цим зневажити. У дійсності, заміна однієї зосередженої сили, прикладеної в середині прольоту балки, рівновеликим розподіленим навантаженням, приводить до зменшення прогину в 1,6 рази й він становить 0,625 дійсного. У випадку додатка до балки 8-10 зосереджених сил розрахунковий прогин становить 85-90% від дійсного, що є припустимим для навчальних розрахунків.

Тема № 24 Розрахунок елементів складальних пристосувань на жорсткість.

Порядок прочностных розрахунків складальних пристосувань

В умовах виробництва, насамперед при відсутності аналогів, а також при дипломному проектуванні, існує наступний порядок розрахунку СП.

1.По обраній конструктивній схемі, з огляду на прийняті допущення, вибирають розрахункову схему пристосування.

2.Визначають розрахункові навантаження, розподіляють їх між елементами СП.

3.З умов припустимих прогинів знаходять потребные перетини балок і рубильників стапеля.

4.Роблять уточнення конструкції й навантажень, як зазначено п.5.1.

5.По уточнених навантаженнях роблять уточнений розрахунок перетинів балок і вносять необхідні корективи.

б.Проводять перевірочний розрахунок прогинів балок.

Т.Визначають навантаження, що діють на колони й фундаменти.

8.Виконують розрахунок колон і фундаментів.

При курсовому проектуванні, як було зазначено в п.5.1, розрахунки ведуться з деяким відступом від вищенаведеного порядку.

Для визначення діючого навантаження студент вибирає матеріал елементів конструкції й підраховує їхню масу, використовуючи обрані параметри СП. Розрахунки починають із визначення прогину поздовжніх балок y_из= f ≤ f_don.

Розрахунок на жорсткість поздовжніх балок

Визначення величини деформацій (прогину f) виробляється в загальному випадку методом і по формулах опору матеріалів. При цьому

де: A_і - коефіцієнт, що враховує характер розподілу навантаження та вид опор (див. табл. 5.1);

Р_і - величина кожного і-го навантаження, Н;

l - довжина балки між опорами в см (м);

Е - модуль пружності першого роду в Н/см² (МПа);

J_x - момент інерції перетину балки щодо осі Х-Х у см⁴(див.мал. 5.2,б);

E*J_X - твердість профілю, Н-см² (Н-м²).

Методикою, розробленою кафедрою «Виробництво літальних апаратів» КуАИ, для практичних розрахунків виконаний ряд графічних залежностей основних розрахункових схем для визначення коефіцієнта А, виходячи з найпростішого випадку, коли балка вільно лежить на двох опорах, а Р діє в середині балки, і А = 1 .

Як зазначено в табл.5.1 для даного найпростішого випадку

значить зроблена заміна коефіцієнта 1/48 на коефіцієнт А = 1, що дає можливість перерахувати коефіцієнти для будь-яких випадків.

Для шарнирноопертих балок такі залежності наведені на мал. 6.1, для затиснених - на мал. 6.2, для рамних конструкцій - на мал. 6.3. При цьому інтенсивність навантаження q показана без стрілок

У випадку розрахунку елемента конструкції при дії тільки власної маси, рівномірно розподіленої по довжині l , маємо

Задавшись припустимим значенням f = f_don = 0,1 мм, вдалося побудувати криві залежностей А*Р_пр, l та EJ. У розрахунках основним навантаженням є змінна Р_пр (мал. 6.4,а,б). Тут у координатах l та А*Р_пр побудовані кубічні параболи для тих значень твердості балки, які відповідають прогину f = 0,1 мм, при навантаженні балки Р_пр посередині прольоту (А = 1). По цих графіках, знайшовши А *Р_пр при заданої l , знаходимо необхідну жорсткість балки або рами EJ_nomp. По табл. 6.1 відповідно EJ _потр підбираємо розміри перетинів нормалізованих балок (див. мал. 5.2,б) [21].