Проектирование мотоустановки среднемагистрального пассажирского самолета (стр. 5 из 10)

h = 2750/22,69 – 1 >> 1.

М = Р·l ; Р = 3948 кг; l= 38,2 см.

q = 22,69·0,12 = 2,72 кг/см

Проверяем ячейку травления на устойчивость от q = 2,72 кг/см. Схема нагружения ячейки приведена на рис. 24. Принимаем, что длинные края ячейки обшивки оперты

Схема нагружения ячейки обшивки

Рис. 24

Величина a/b = 101/120 = 0,841; К = 3,6.

s_кр = 2750 кг/см²,

h = 2750/355 – 1 = 6,746 ,

h >> 1

2.7.3. Проверка прочности внутреннего канала на осевое сжатие

Проверку прочности внутреннего канала на осевое сжатие проведем по методике изложенной в [6]:

Т_{действ.} = [P·l·(d + d₁)(d_в + d_н)p(d + d₁)]/2J = [3948·38,2²(138,5 + 142,5)²(0,12 + + 0,15)·3,14]/(638037,94·4) = 3958 (кг)

Действующая сжимающая нагрузка от q^pравна 2000·1,5 = 3000 (кг/м²).

Т = (p/4)(192² – 138²)·0,3 = 4198,74 (кг).

Суммарная нагрузка: åТ = 8157 кг.

Заполнитель маложесткий. Расчетные формулы для трехслойных панелей (6):

s_зап < 1,21qE_пр ,

L_i = E₁H/E₁B = 1,

a = ÖC + 1/[2,6(1 + 50)],

b = 1,21qE_пр/G_зап

С₁ = D_1рас/D₁

D₁= 4(z₀ – h – d_н)³ + 4(H – z₀)³ + 4l_i[z₀³ – (z₀ – d_н)³] ,

z₀ = [d_в² + 2d_в(d_н + h) + l_id_н²]/[2(d_в+ l_id_н)] .

Расчет по приведенным выше формулам дает:

z₀ = [0,15² + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 1·0,12²]/[2(0,15 + 1·0,12] = 1,246 ,

D₁ = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)³ + 4(2,27 – 1,246)³ + 4·1(1,246³ – (1,246 – 1,12³) = = 3,652 ,

B₂ = 0,15 + 0,12 = 0,27 (мм) .

Е_пр = 6,8·10⁵ кг/см². Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0,2.

D_1рас = d_в³ + l_id_н³ = 0,15³ + 0,12³ = 0,00513 .

C₁ = 0,005103/3,652 = 0,001397 .

q = [2,0(1 – 0,001397)·Ö0,27·3,652]/[70,25(2,0 + 2,27)²] = 0,001548 .

Приведенный модуль сдвига:

G_зап = G_xz = 1,5·(d_c/t)·G_м ,

G_зап = G_yz = (d_c/t)·G_м,

Модуль сдвига заполнителя: G_м = Е_м/[2(1 + n)],

G_м = 6000/[2(1 + 0,25)] = 2400 (кг/см²) .

G_зап = G_xz = 1,5·(0,025/1,732)·2400 = 52 (кг/см²) ,

G_зап = G_yz = (0,025/1,732)·2400 = 35 (м/см²),

G_зап = Ö52·35 = 42,7 (кг/см²)

42,7 < 1,21·0,001548·6,8·105;

42,7 < 1273,7

т.е. заполнитель маложесткий.

b = 1273,7/42,7 = 29,83

a = Ö0,001397 + [1/2·29,83·(1 + 5 – 0,001397)] = 0,054025

Критическая осевая сила Т_кр:

Т_кр = 2·p·К·Е_прÖВ_zD₁ ·a = 2·p·0,2·6,8·10⁵Ö0,27·3,652 ·0,054025 = 45842 кг.

Избыток прочности

h = 45842/8157 – 1 = 4,62 .

Расчет напряжений во внутренних и наружных слоях трехслойной панели проведем в соответствии с [6]. Схема нагружения представлена на рис. 25.

Схема нагружения трехслойной панели

Рис. 25

q_в = q(1/(1 + d));

q_н = q(q/(1 + d));

d = l·(d_н/d_в) ,

l = E_1н/Е_1в = 6,8·10⁵/6,8·10⁵ = 1 ,

q = 8157/(p·140,5) = 18,48 (кг/см²),

d = 1·(1,2/1,5) = 0,8 ,

q_в = 18,48(1/(1 + 0,8)) = 10,27 (кг/см)

[s₀₂] = 27,5 (кг/мм²).

q_н = 18,48(0,8/1,8) = 8,21 (кг/см),

s_вн = 1027/0,15 = 68,5 (кг/см²),

s_н = 8,21/0,12 = 68,42 (кг/см²) .

Избыток прочности:

h = 27,5/0,685 - 1 = >> 39,14 .

2.7.4. Проверка прочности внутреннего канала на внешнее давление

Расчетные нагрузки:

1. Установившийся режим Н = 0; М = 0;

Разрежение на входе в заборник распространяется на всю длину канала:

Dp^D = -0,645 кг/см² ; d_{ст.соты} = 0,04 ;

s_м = 2400 кг/см² ; s_xz = 83 кг/см² ;

G_yz= 55,42 кг/см² ;

G_зап = Ö35,4·83 = 67,8 кг/см² .

Определяем Р_кр для несимметричной трехслойной оболочки с мягким средним слоем (рис. 26)

Рис. 26

l_i = 1 = E_н/Е_в ; К = 0,8 .

Заполнитель маложесткий:

g = h·B₁/l·R^0,5 ,

a = 5g·E_пр/G_зап ,

с₁ = D_2рас/D₂ ,

D_2рас = d_в³ + l_id_н³ = 0,15³ + 0,12³ = 0,00513 (см³) .

D₂= 4(z₀ – h – d_н)³ + 4(H – z₁)³ + 4l_i[z₀³ – (z₀ – d_н)³] ,

z₀ = [d_в² + 2d_в(d_н + h) + l_id_н²]/[2(d_в+ l_id_н)] .

z₀ = [0,15² + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 0,12²]/[2(0,15 + 0,12] = 1,2461 .

D₂ = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)³ + 4(2,27 – 1,246)³ + 4·1(1,246³ – (1,246 – 1,12³) = = 3,6515 ,

с₁ = 0,005103/3,6515 = 0,0013975 .

= 6,627·10^-4 .

G_зап = 67,8 кг/см² .

а = 5·6,627·10^-4·6,8·10⁵/67,8 = 33,22.

Заполнитель маложесткий:

G_зап <<5g·E_пр .

67,8 << 5·6,627·10^-4·6,8·10⁵ ,

67,8 << 2233,18

lga = lg33,22 = 1,52

по графику при l₁ = 0,0013975 определяем a = 0,027.

Р_кр =

кг/см² .

h = 0,864/0,645 – 1 » 0,34

Усилия действующие во внутренних и внешних слоях:

Е_z = 6000 кг/см²,

0,005358 ,

20,5 (кг/см),

S_в = 0,645·69,25/1,805358 = 24,741 (кг/см).

s_н = 20,5/0,12 = 170,8 (кг/см²),

Избыток прочности:

h = 2750/170,8 - 1 = 15,1 .

s_в = 24,74/0,15 = 165 (кг/см²) .

Избыток прочности:

h = 2750/165 - 1 = 15,7 .

Давление передаваемое на заполнитель:

Р_зап = Р/(1 + d + x) = 0,357 (кг/см²).

Проверяем систему ячейки заполнителя на усточивость. Схема нагружения приведена на рис. 27.

Схема нагружения грани ячейки заполнителя и ее параметры

Рис. 27

Р = 0,357 кг/см.

а/b = 20/10 = 2,0 , K = 3,6/

= 34,56 кг/см² ,

f = 0,866·1 = 0,866 см².

s_см = (0,357·0,866)/(1·0,04) = 8,12 (кг/см²),

h = 34,56/8,11 – 1 = 3,26

Проверяем стенку ячейки на устойчивость от номинального давления в канале при М = 0,52 (Н = 0, Dp^D = 1,009 кг/см²).

Давление передаваемое на заполнитель:

Р_зап = Р/(1 + d + x) = 1,009/1,80536 = 0,559 (кг/см²).

s_см = (0,559·0,866)/(1·0,04) = 12,1 (кг/см²),

h = 34,56/12,1 – 1 = 1,856.

Определяем допустимый диаметр пятна непроклея по наружной обшивке.

Рассмотрим работу квадратной пластинки на устойчивость (кромки оперты).

a/b = 1, K = 3,6.

= 14,366 см.

F_непр = 162,1 см².

Принимаем коэффициент запаса по радиусу f = 2,5, тогда
a_непр = 5,746 см.

F_непр = 25,93 см² .

2.8. Автоматизация расчета аэродинамических нагрузок

воздухозаборника

Для автоматизации трудоемкого расчета нагрузок воздухозаборника разработан алгоритм и программа их расчета реализованная на ПЭВМ IBM-PC/АТ. Программа позволяет производить расчет давлений по длине и сечениям воздухозаборника для расчетных случаев А' и Д'.

Программа написана на языке ФОРТРАН. Исходными данными при вводе являются:

– начальное значение угла j₁;

– конечное значение угла j₁;

– начальные значения координаты х_нач (координаты точек по длине гондолы);

– конечное значение координаты х_кон (координаты точек по длине гондолы);

– значение угла b;

– значение угла a;

– значение скоростного напора – q;

– величины составляющих аэродинамических сил по осям координат в центре давления.

В Приложении приведен листинг программы и результаты расчета нагрузок в случаях А' и Д' на мотоустановку Д-436Т.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СБОРКИ ВОЗДУХОЗАБОРНОГО КАНАЛА СОТОВОЙ ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Технологичность конструкции воздухозаборника