- •Нижегородский государственный технический университет
- •Введение
- •Исходные данные.
- •Расчетные случаи.
- •Расчет крыла.
- •Геометрические параметры крыла.
- •Определение нагрузок на крыло.
- •Определение аэродинамических нагрузок на крыло.
- •Определение массовых нагрузок на крыло.
- •Распределение нагрузок по длине крыла.
- •Распределение аэродинамических нагрузок.
- •Распределение массовых нагрузок.
- •Построение эпюр перерезыващих сил, изгибающих и крутящих моментов.
- •Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов.
- •Построение эпюр крутящих моментов.
- •Проектировочный расчет сечения тонкостенного крыла.
- •Исходные данные.
- •Пересчет крутящего момента.
- •Определение толщин стенок лонжеронов и обшивки
- •Определение количества и площадей элементов продольного набора.
- •Поверочный расчет сечения крыла методом редукционных коэффициентов.
- •Поверочный расчет сечения крыла на сдвиг.
- •Последовательность выполнения расчета.
- •Приложение 1.
- •Распределение циркуляции по размаху плоского крыла.
- •Поправки циркуляции крыла от влияния мотогондол и фюзеляжа.
- •Поправки циркуляции от стреловидности.
- •Приложение 2.
Распределение массовых нагрузок.
Вес конструкции крыла Gкрзадан в задании (без агрегатов). Распределение его по размаху производится либо на основании существующих взвешиваний или расчетов., а при отсутствии таковых на основании статистики. Для выполнения курсового расчета допускается использование распределения массы по длине крыла пропорционально хордам
, (3.26)
где Gкр– вес крыла;
b– величина хорды в данном сечении;
S– площадь крыла.
С учетом угла атаки и угла между векторами равнодействующей аэродинамической силы и вектором подъемной силы получаем
. (3.27)
где – угол атаки крыла;
– угол между вектором равнодействующей аэродинамических сил и вектором подъемной силы крыла – .
Для стреловидного крыла дополнительно учитываем стреловидность
, (3.28)
где – угол стреловидности по линии 25% хорд.
С учетом (3.23) получаем
. (3.29)
Построение эпюр перерезыващих сил, изгибающих и крутящих моментов.
Первоначально определяем суммарную погонную нагрузку
, (3.30)
где – погонная аэродинамическая нагрузка перпендикулярная хорде крыла с учетом поправок на стреловидность, вычисленная по формуле (3.25);
– погонная массовая нагрузка перпендикулярная хорде крыла с учетом поправок на стреловидность, вычисленная по формуле (3.29).
Удобно все вычисления производить при помощи таблицы аналогичной таблице 3.1. Крыло вдоль размаха делим на Nсечений (или наN-1отсек), начиная от оси симметрии самолета. После чего последовательно заполняем столбцы таблицы.
Таблица 3.2
Номер сечения, i |
qi | ||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
0.0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
N |
1.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
Построение эпюр перерезывающих сил и изгибающих моментов.
Для определения распределения перерезывающих сил Qyи изгибающих моментовMxнеобходимо вычислить значение интегралов
и
Вычисление этих интегралов удобно производить методом трапеций по следующим формулам
, (3.31)
, (3.32)
, (3.33)
, (3.34)
, (3.35)
. (3.36)
Для вычислений пользуемся таблицей аналогичной таблице 3.2.
Таблица 3.3
Номер сечения, i |
qi | ||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1 |
0.0 |
|
q1 |
|
Qy1 |
|
Mx1 |
2 |
|
|
q2 |
|
Qy2 |
|
Mx2 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
N-1 |
|
|
qN-1 |
|
QyN-1 |
|
MxN-1 |
N |
1.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
Вычисления по этой таблице необходимо вести снизу вверх (то есть от конца крыла к оси симметрии).
Дополнительно необходимо учитывать массовые силы от агрегатов находящихся на крыле. Величина усилия в направлении перпендикулярном хорде вычисляется так
, (3.37)
где Gагрi– весi-го агрегата;
– угол атаки крыла;
– угол между вектором равнодействующей аэродинамических сил и вектором подъемной силы крыла – .
Каждый агрегат дает в своем сечении скачок эпюры перерезывающих сил Qyна величину. Также каждый агрегат вносит поправку в эпюру изгибающих моментовMx. Величина поправки
, (3.38)
где Zi– координата сечения;
Zагрi– координата агрегата.
После заполнения таблицы и внесения поправок от сосредоточенных сил строим эпюру перерезывающих сил Qyи изгибающих моментовMxв удобном масштабе. Пример эпюр показан на рис. 3.3.
Рис. 3.3.