Введение_конспект(1)
.pdf• Самолеты,
Проектирование ЛА
спроектирован ные узкими специалистами
1.Обслуживания
2.Двигателистами
3.По фюзеляжу
4.По крылу
5.По оперению
6.По вооружению
7.По радиооборудованию
8.По жизнеобеспечению
9.Технологами
10.Прочнистами
11.Аэродинамиками
12.По плазам
Проектирование ЛА
Системный подход к проектированию:
-отношение к объекту, как к сложной взаимосвязанной системе( планер, энергетическая установка, системы управления и т.д.);
-учет всех этапов жизненного цикла ;
-взаимосвязь с окружающей средой.
Современная методология проектирования - это разработка проекта методом моделирования. Создается ряд моделей(логические, физические, математические, графические и др.), которые описывают отдельные свойства системы (функциональные, аэродинамические, эксплуатационные, весовые, прочностные и др.). Модели просчитываются, испытываются, проверяются, уточняются, корректируются и в итоге получается единая модель ЛА.
Введение в специальность Лекции. |
172 |
Проектирование ЛА
•Эволюции
проекта
Введение в специальность Лекции. |
173 |
Основы расчета на прочность самолетов
Лекция 8
Введение в специальность
Введение в специальность Лекции. |
174 |
Прочность ЛА
Элементы конструкции ЛА испытывают воздействие внешних нагрузок и деформируются. Что такое нагрузки?
Третий закон Ньютона гласит: силы, с которыми два тела воздействуют друг на друга, направлены по одной прямой, равны по модулю, но противоположны по направлению. Т.е. любое силовое воздействие должно быть уравновешено эквивалентным противодействием.
Обычно принято одну из взаимноуравновешенных сил, действующих на самолет или на любой его элемент, называть
активной или внешней силой (внешним силовым воздействием), а другую силу - уравновешивающей силой или
силой реакции опоры (опорной реакцией).
Введение в специальность Лекции. |
175 |
Прочность ЛА
Рассмотрим пример:
• Внешней силой, приложенной к самолету, является подъемная сила крыла. Опорой для крыла является фюзеляж. Крыло стремится «улететь вверх», а фюзеляж удерживает его.
•Внешней силой, приложенной к самолету, является сила тяжести фюзеляжа. Опорой для фюзеляжа является крыло. Фюзеляж стремится «упасть на землю», а крыло удерживает его.
Уравновешивание сил Yи G возможно, если крыло каким-либо образом связано с фюзеляжем. Предположим, что крыло 1 соединено с фюзеляжем 2 болтовым соединением, состоящим из единственного болта 3, шайбы 4 и гайки 5. Естественно, что соединение неподвижно, его элементы находятся в статическом равновесии: Y = — G .
Введение в специальность Лекции. |
176 |
Прочность ЛА
На рисунке показаны различные пути уравновешивания сил в элементах болтового соединения: сила G приложена к стержню, а сила Y - к головке болта (рис. а); сила Y приложена к стержню, а сила G - к верхней поверхности шайбы (рис. б), сила G приложена к верхней поверхности, а сила Y - к нижней поверхности шайбы (рис. в); сила Y приложена к верхней поверхности витков резьбы болта, а сила G - к нижней поверхности витков резьбы гайки (рис. г).
Введение в специальность Лекции. |
177 |
Прочность ЛА
Анализируя работу под нагрузкой любого элемента конструкции, независимо от его сложности или размеров, мы должны установить: а) какая внешняя нагрузка действует на конструкцию и каким образом она приложена к конструкции; б) что является опорой для конструкции и каким образом нагрузка передается с конструкции на опору; в) что происходит внутри конструкции при ее нагружении.
Простейшие виды нагружения и простейшие конструктивные элементы
Рассмотрим, каким образом конструкция оказывает сопротивление внешней нагрузке, за счет чего происходит изменение формы и размеров конструкции -
деформирование (от лат. искажение).
Растяжение
Под действием внешних сил частицы (атомы) материала, из которого сделана конструкция, будут перемешаться, и перемещение частиц под нагрузкой будет продолжаться, пока между внешними и внутренними силами не установится равновесие. Такое состояние называется деформированным состоянием тела.
Введение в специальность Лекции. |
178 |
Прочность ЛА
Мерой воздействия внешних сил на атомы вещества, которые удаляются друг от друга (при растяжении) или сближаются (при сжатии), т. е. мерой противодействия материала конструкции внешнему силовому воздействию, мерой внутренних сил в материале является напряжение. Напряжением называется внутренняя сила (возникающая при воздействии внешней нагрузки), приходящаяся на единицу площади в окрестности данной точки рассматриваемого сечения тела:
σ = Р/F,
где σ - напряжение, Па (1Па=1Н/м2); Р - суммарная сила, Н;
F - площадь поперечного сечения, перпендикулярного направлению действующей силы Р, м2.
Введение в специальность Лекции. |
179 |
Прочность ЛА
Равнодействующая сила напряжений σ - внутренняя сила Р = σF (на рис. - белая стрелка) - проходит через центр тяжести поперечного сечения вдоль линии действия внешней силы и равна ей.
Под действием растягивающих сил Р длина стержня l увеличивается на величину ∆l,
называемую абсолютным удлинением.
Растяжение сопровождается также уменьшением поперечных размеров сечения. Это явление носит название «эффект Пуассона». Именно за счет изменения формы и размеров любая конструкция сопротивляется (создает силы противодействия) внешним нагрузкам.
В инженерной практике деформированное состояние принято оценивать не только абсолютными величинами изменений формы («перемещениями»), но и относительными безразмерными величинами - «деформациями»:
180