2. Построение эпюр крутящих моментов.

Эпюра крутящих моментов M_zстроится относительно оси жесткости крыла. Если ось жесткости не определена, то эпюра крутящих моментов строится относительно произвольной оси параллельной осиZ.

Предварительно строится эпюра погонных изгибающих моментов m_z(см. рис. 3.4)

, (3.39)

где a– расстояние от оси центров давления до осиZ;

c– расстояние от оси центров тяжести до осиZ.

Рис. 3.4.

Для построения эпюры крутящих моментов необходимо вычислить интеграл

Вычисление данного интеграла производим методом трапеций

, (3.40)

, (3.41)

. (3.42)

Для удобства вычислений удобно воспользоваться таблицей, аналогичной таблице 3.3,

Таблица 3.4

Номер сечения, i			mzi
1	2	3	4	5	6
1	0.0		mz1		Mz1
2			mz 2		Mz 2
…	…	…	…	…	…
…	…	…	…	…	…
N-1			mz N-1		Mz N-1
N	1.0	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 сосредоточенные крутящие моменты от агрегатов находящихся на крыле. Величина сосредоточенного крутящего момента вычисляется так

, (3.43)

где P_i– величина массовой силы, действующей на агрегат;

r_i– расстояние от центра тяжести агрегата до оси жесткости.

После заполнения таблицы и внесения поправок от сосредоточенных моментов строим эпюру крутящих моментов M_zв удобном масштабе. Пример эпюры на рис. 3.5.

Рис. 3.5.

5. Проектировочный расчет сечения тонкостенного крыла.

Современные методы расчета крыла на прочность основаны на представлении крыла в виде тонкостенной балки. В основу расчета нормальных напряжений положены следующие передположения о расчете силовой схему крыла:

1. Плоские сечения, нормальные к оси крыла, поворачиваясь при деформации остаются плоскими;

2. Нормальные напряжения в поперечном направлении раны нулю

3. Крыло рассматривается, как безмоментная тонкостенная оболочка.

Первые два предположения обосновываются наличием в крыле часто расположенных нервюр. Нервюры, соединяя различные элементы крыла, обеспечивают его работу как единого целого. По причине большой жесткости нервюр в своей плоскости, контур поперечного сечения крыла не деформируется при изгибе. Поэтому можно считать, что сжатие (растяжение) элементов продольного набора крыла не сопровождается поперечными деформациями этих элементов и нормальные напряжения в поперечном направлении нулевые.

Рассмотрение крыла, как безмоментной оболочки обусловлено тем, что местная изгибная жесткость отдельных элементов весьма мала по сравнению с жесткостью на изгиб всего сечения крыла.

1. Исходные данные.

Проектирование сечения крыла начинается с эскиза. С эскиза крыла «в плане» снимается длина хорды расчетного сечения b. Относительная толщина профиляуказывается в задании в процентах от хорды. Вычисляем высоту профиля

. (3.44)

После чего строим профиль по координатам, приведенным в задании: xв процентах отb,yв процентах отH.

Рис. 3.6.

Так же на эскиз наносятся координаты стрингеров и изображаются стенки лонжеронов.

В целях уменьшения и уравнивания трудоемкости для трехлонжеронных крыльев в расчете учитывается только межлонжеронная часть без носка (рис. 3.7.). А для двухлонжеронных крыльев не учитывается только хвостовая часть крыла (рис. 3.6.). В этом случае для обоих вариантов будет производится расчет двухконтурного сечения.

При проектировании сечения преполагается, что сдвиг и кручение воспринимаются внешней обшивкой и стенками лонжерона, а изгиб – продольным набором крыла (полками лонжеронов и стрингерами с присоединенной обшивкой).

Рис. 3.7.

Исходными данными для проектировочного расчета являются также силовые факторы, действующие в рассчитвываемом сечении – перерезывающая сила Q_y, изгибающий моментM_xи крутящий моментM_z.

Значение изгибающего и крутящего моментов, а также и перезывающей силы снимаем для расчетного сечения с соответствующих эпюр (или вычисляем для заданной координаты z). Значения изгибающего момента и перерезывающей силы используем непосредственно, а вот для крутящего момента, как правило, необходимо внести поправки.