Силовой расчет шасси и проверка прочности элементов стойки для заданного расчетного случая
В расчетном случае Еш сила, действующая при посадке на шасси определяется следующим образом:
где neэ– эксплуатационная перегрузка в данном посадочном случае, берется из интервала:
примем =2,8.
Коэффициент безопасности примем равным f = 1,7.
Тогда получим:
Данная нагрузка распределяется на главные опоры:
При посадке самолет находится под углом к взлетно-посадочной полосе α =10̊ , что обуславливает появления составляющих сил в направлениях оси x и у (рисунок 9):
Зная действующие силы, можем построить эпюры внутренних усилий в опорах. Вид шасси изображен на рисунке 10.
Нормальные напряжения в оси колес определяются исходя из работы на изгиб:
где максимальный изгибающий момент определяется как:
Эпюра изгибающих моментов оси представлена на рисунке 11.
Рисунок 10 – К определению сил, действующих на опоры самолета
Рисунок 11 – Вид шасси
Рисунок 12 – Эпюры изгибающих моментов на оси вдоль осей х и у
Суммарный момент:
Материал оси Д16Т с пределом прочности σ = 400 МПа. Тогда момент сопротивления сечения оси изгибу равен:
Выберем трубчатое сечение с внешним диаметром D = 28мм и внутренним диаметром d = 27мм. Момент сопротивления такого сечения
Рассмотри усилия, возникающие в подкосе. Осевая сила найдется по формуле:
Тогда силы и
(Рисунок 10) определятся так:
Эпюры изгибающих моментов, нормальных и перерезывающих сил представлены на рисунке 13.
Рисунок 13 – Эпюры перерезывающих и нормальных сил, и изгибающего момента опоры шасси
Нормальные напряжения в сечении штока будут равны:
где M – максимальный изгибающий момент:
где 0,77м – расстояние от точки приложения силы Px до нижней буксы.
За разрушающее напряжение примем критическое напряжение, равное:
где E – модуль упругости материала штока. Принимаем, что шток изготовлен из стали 30ХГСА и
Е = 2 · 105;
D – диаметр штока,
δ – толщина стенки штока.
Принимая D = 75мм, δ = 6,5мм, получим:
F =
Условие прочности стойки-цилиндра определяется формулой:
где - окружное напряжение,
- меридиональное напряжение.
Окружное напряжение вычислим по формуле:
где - максимальное давление газа в цилиндре, примем
- диаметр и толщина стенки цилиндра.
Меридиональное напряжение будет равно:
где - напряжение от изгиба моментом
;
- меридиональное напряжение от давления
:
Принимая, что цилиндр изготовлен из стали 30ХГСА, = 84мм,
=4,5 мм, определяем:
Диаметр подкоса подберем исходя из его работы на сжатие:
примем приближенно
Тогда
РАСЧЕТ ФЮЗЕЛЯЖА
Фюзеляж служит для размещения экипажа, пассажиров, грузов, оборудования, топлива и некоторых агрегатов. В силовом отношении фюзеляж является строительной балкой, к которой могут крепиться крыло, оперенье, шасси, двигатели.
Основными нагрузками фюзеляжа являются:
-силы, передающиеся от прикрепленных к нему частей самолета: крыла, оперения, силовой установки, шасси;
-силы от грузов и агрегатов, расположенных в фюзеляже, а также от массы конструкции самого фюзеляжа;
-аэродинамические силы разряжения и давления, распределенные по поверхности фюзеляжа;
-силы от избыточного давления в герметических отсеках.
Так как фюзеляж является строительной базой самолета, то его прочность следует рассматривать при всех расчетных случаях нагружения крыла, хвостового оперения и шасси.
Целью расчета является:
-определение нагрузок в виде сил от грузов и агрегатов, расположенных в фюзеляже, с учетом сил, передающихся от прикрепленных к фюзеляжу частей самолета;
-динамическое уравновешивание самолета;
-выбор расчетного случая нагружения;
-построение эпюр силовых факторов по длине фюзеляжа;
-подбор толщины обшивки и размеров поперечных сечений продольных элементов.