Расчет на прочность крыла большого удлинения и шасси транспортного самолета АН–148 (стр. 8 из 9)

м.

мм.

Построение эпюры осевой силы

Расчетное давление газа в амортизаторе

МПа.

Газ давит на шток с силой

кН.

Несоответствие между силой Р_ш и внешней нагрузкой 528,127 кН объясняется наличием сил трения в буксах. Таким образом, сила трения в одной буксе равна величине

кН.

На верхнем конце штока газ давит на шток с силой

кН.

Следовательно, между сечениями, проходящими через верхнюю и нижнюю буксы, шток сжимается силой

кН;

ниже сечения нижней буксы – силой

кН.

На цилиндр газ воздействует через уплотнение с осевой силой

кН,

растягивающей цилиндр. При построении эпюры N_ц, следует учесть также силы F_тр и S_z. Окончательный вид эпюр осевых сил N_ц и N_ш показан на рис. 25

Рис. 25

Проверочный расчет штока

Вычисляем напряжение в расчетном сечении по формулам

Вначале находим вспомогательные величины:

F – площадь сечения штока;

W – момент сопротивления штока;

к_пл - коэффициент пластичности штока.

Для напряжений получим

- нормальные напряжения, направленные вдоль оси z;

- тангенциальные напряжения разрыва цилиндрических элементов от воздействия внутреннего давления;

- радиальные напряжения в цилиндрических элементах;

- касательные напряжения;

Для более опасного варианта (

= - 1296 МПа) имеем эквивалентные напряжения

Коэффициент избытка прочности:

.

Найдем для штока критические напряжения потери устойчивости и предельный изгибающий момент. Из формулы Эйлера

,

R – радиус срединной поверхности цилиндрического элемента;

- толщина цилиндрического элемента.

Так как

, то:

- критическое напряжение по формуле Тетмайера.

Так как максимальное сжимающее напряжение σ_z= 1296 МПа не превышает σ_кр, то шток не теряет устойчивость.

При

находим

М_пред - предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении.

Коэффициент избытка прочности

.

Проверочный расчет цилиндра

Запишем для цилиндра

F – площадь сечения цилиндра;

W – момент сопротивления цилиндра;

- коэффициент пластичности цилиндра.

Для напряжений получим

- нормальные напряжения направленные вдоль оси z;

- тангенциальные напряжения разрыва цилиндрических элементов от воздействия внутреннего давления ;

- радиальные напряжения в цилиндрических элементах;

- касательные напряжения;

Для более опасного варианта имеем эквивалентные напряжения

Коэффициент избытка прочности:

Найдем для цилиндра критические напряжения потери устойчивости и предельный изгибающий момент. Из формулы Эйлера

R – радиус срединной поверхности цилиндрического элемента;

- толщина цилиндрического элемента.

-

критическое напряжение по формуле Тетмайера.

Так как максимальное сжимающее напряжение σ_z= 1139 МПа не превышает σ_кр, то цилиндр не теряет устойчивость.

При

находим

М_пред - предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении.

Коэффициент избытка прочности

.

Заключение о прочности шасси

Цилиндр и шток прочны в пределах точности принятой расчетной схемы, если толщины их стенок имеют значения

мм, мм.

Может оказаться, что толщина стенки цилиндра зависит от его локальной прочности в месте приложения к цилиндру сосредоточенной силы от подкоса.

Однако для решения этой задачи следует ввести более точную расчетную схему.

Расчет оси колеса на ресурс

Расчетный изгибающий момент

кНм.

Диаметр оси подбираем из условия

,

которое принимает вид

м.

Изгибающий момент при единичной перегрузке

кНм.

Для максимальных напряжений в оси

МПа

Величина предела выносливости гладкого полированного образца из легированной стали

МПа.

Принимая коэффициент

, учитывающий качество обработки поверхности детали равным , получаем предел выносливости

МПа.

С помощью МКЭ (приложение 2) находим коэффициент концентрации напряжений

.

Находим предел выносливости детали

МПа.

Тогда величина

Считая параметры уравнения кривой усталости равными

, , определяем

.

Определив значения функций

из графиков, [ 1 ] стр. 62,

находим правую часть

корректированной линейной гипотезы суммирования усталостных повреждений