В формуле (12) направление поперечной силы
считается положительным при его совпадении с положительным направлением оси y, т.е. вверх. Положительные направления потоков касательных усилий совпадают с направлением обхода начала координат по часовой стрелке.Для определения замыкающих потоков погонных касательных усилий
составляем канонические уравненияКоэффициенты канонических уравнений (элементы матрицы
и вектора ) определяются выражениями: , , ,(здесь суммирование ведется по панелям, где
не равны нулю соответственно), , , ,(здесь суммирование ведется по панелям, где
; ; - соответственно не равны нулю), , , ,(здесь суммирование ведется по панелям, где
; ; - соответственно не равны нулю). Здесь -длина i-той панели; - приведенный модуль сдвига (для обшивки из дюраля ) ; - редуцированная толщина обшивки ; - редукционный коэффи-циент обшивки.Модуль сдвига обшивки панели крыла не равен модулю сдвига материала обшивки, а зависит еще от ее кривизны, толщины, шага нервюр и стрингеров (размеров подкреп-ляющей клетки), подкрепля-ющих профилей, характера нагружения пластины. Значения модуля сдвига более или менее точно определяются опытным путем для данной конструкции. В расчете приходится большей частью пользоваться средними величинами G, полученными из испытаний аналогичных конструкций. Так как
,то при вычислении мы будем пользоваться значениями редукционных коэффициентов, приведенными на рис. 15. Значения коэффициента
для обшивки из другого материала следует умножить на .Определяем погонные сдвиги в панелях как соответствующую сумму погонных касательных усилий в открытом контуре и замыкающих интенсивностей:
По результатам расчета строим схему потоков погонных касательных усилий по контуру сечения.
8. Расчет сечения крыла на кручение
8.1 Определение положения центра жесткости сечения крыла
Положение центра жесткости определяется по формуле
где
- площади контуров ABCDEFA, BCDEFB, CDEC соответственно (рис. 15), которые подсчитываются по чертежу сечения крыла; - потоки погонных касательных усилий, полученные в результате расчета сечения на сдвиг от силы ; - потоки погонных касательных усилий в открытом контуре сечения крыла от сдвига; - секториальная площадь, соответствующая i – той панели (рис. 16). Приближенно значения можно вычислить как площадь треугольника ,где
- длина перпендикуляра, опущенного из произвольно выбранного полюса А (в качестве такого полюса можно взять координату предварительно определенного центра жесткости) на хорду дуги элемента контура сечения .8.2 Определение потока касательных усилий от кручения
При расчете на кручение замыкающие потоки касательных усилий
определяются из системы уравнений ,Здесь компоненты вектора
- - площади контуров ABCDEFA, BCDEFB, CDEC (см. рис. 15); - относительный угол закручивания сечения; - крутящий момент относительно уточненного положения центра жесткости сечения, определяемый из выраженияЗдесь d – расстояние между приближенным и уточненным положениями центров жесткости сечения крыла.
Значения коэффициентов
канонических уравнений (13) те же, что при расчете на сдвиг. После определения потоков замыкающих касательных усилий при кручении, суммарные погонные сдвиговые усилия находим подобно расчету на сдвиг, положив , т.е.По результатам расчета строим суммарную эпюру потоков погонных касательных усилий от сдвига и кручения
по контуру расчетного сечения крыла. При построении суммарной эпюры положительные значения потоков откладываем внутрь контура сечения.9. Проверка обшивки и стенок лонжеронов на прочность и устойчивость
В результате проверочного расчета должно быть дано заключение о прочности подобранного сечения крыла. Для этого обшивка и стенки лонжеронов проверяются на прочность и устойчивость.
Максимальные нормальные напряжения, действующие на соответствующую панель обшивки (или стенки лонжерона) с учетом
,а значения редукционного коэффициента обшивки находятся по выражению
,где
- для сжатой зоны; - для растянутой зоны; - ширина рассматриваемой панели обшивки (шаг стрингеров). Тогда средние нормальные напряжения в панелях обшивки .Касательные напряжения, действующие в обшивке (или стенке лонжерона) от сдвига и кручения, вычисляются как