6.3 Расчет потребных по прочности сечений тела детали

Усилия в стержнях:

Вычислим потребные площади поперечных сечений:

Форму сечений выбираем с учётом работы стержней на сжатие. Определим примерные геометрические параметры сечений, без учета их технологичности.

Площадь сечения найдется, как

. Ориентировочно принимаем и .

Для определенности положим, что , тогда .

Получаем, что .

Рисунок Сечение стержней.

Для стержня 1-3 получим: .

Принимаем для всех стержней. Тогда .

Стержень 1-2: , принимаем .

Стержень 2-3: , принимаем .

Доработаем полученные сечения с учетом требований технологичности (штамповочные уклоны, минимальные радиусы скругления, минимальные толщины полок).

Плоскость разъема штампа принимаем в плоскости симметрии качалки.

Рассмотрим стержень 1-3.

Для соотношения , штамповочный уклон .

При значение высоты ребра, расположенной в плоскости разъема штампа, минимальные значения радиусов скругления следующие:

Принимаем .

Минимальное значение ширины b определится:

Пересчитаем значение высот ребер:

для стержня 1-3 ;

для стержня 1-2 , принимаем ;

для стрежня 2-3 , принимаем .

Тогда с учётом технологичности сечение стержней примет вид:

Рисунок 3.6 Сечения стержней.

Вычислим значения действующих напряжений в поясах и значения коэффициентов избытка прочности:

В сжатой зоне работает только стержень 2-3, проверим его на потерю местной устойчивости:

,

где k - коэффициент учитывающий вид нагружения и закрепление, для

сечения со свободной полкой, получаем k = 0,8;

E -модуль упругости материала, для материала АК-6;

b -ширина полки, которая проверяется на потерю устойчивости;

δ -толщина полки.

Пересчитаем значение критического напряжения по другой формуле и сравним результат.

где - предел пропорциональности материала;

.

Для материала АК-6 принимаем .

Тогда , .

- условие выполняется, т.е. потеря устойчивости происходит до предела пропорциональности.

Найдем напряжения общей потери устойчивости.

,

где с - коэффициент, учитывающий закрепление, с = 1 для шарнирного соединения;

l - длина стержня;

i - радиус инерции сечения стержня, ;

J_x - момент инерции сечения, , определен с помощью САПР КОПАС.

и .

Стержень устойчивость не теряет.

3.5 Расчет зоны перехода проушины в тело.

Сечение работает на изгиб с растяжением, поэтому условие прочности запишется в виде:

где

Тогда получаем

Условие прочности

7. Расчет подкрепляющих балок

Пол кабины подкреплен поперечными балками. Поперечное сечение балки-двутавр, а шаг балок В качестве материла выбираем конструкционную сталь 30ХГСА. Метод изготовления – фрезерование.

Характеристики стали 30ХГСА: .

Рисунок 7.1- Схема подкрепления пола

Рассмотрим два случая нагружения пола.

1. На крейсерском режиме полета пол нагружен внутренним давлением Коэффициент безопасности

Определим погонную расчетную нагрузку, действующею на пол кабины:

Построим эпюры перерезывающий силы и изгибающего момента:

- реакции опор в т. А и В.

Рисунок 7.2- Эпюры .

2. При взлете и посадке принимается . Так как кронштейн своим основанием крепится болтами к балкам, подкрепляющим пол, то пол кабины нагружается реакциями опор кронштейна. Определим эти реакции:

Рисунок 7.3- Реакции опор кронштейна

-проекции силы на соответствующие оси ОX и ОY.

Составим уравнение равновесия на ось ОХ:

.

Составим уравнение равновесия на ось ОY:

.

Составим уравнение моментов относительно т.А:

Выполним проверку:

Построим эпюры перерезывающий силы и изгибающего момента:

- реакции опор в т. С и D.

Рисунок 7.4- Эпюры .

Подберем геометрические параметры балок.

Рисунок 7.5- Расчетное сечение балки.