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.
sкр = 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]:
Тдейств. = [P·l·(d + d1)(dв + dн)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 qpравна 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):
sзап < 1,21qEпр ,
Li = E1H/E1B = 1,
a = ÖC + 1/[2,6(1 + 50)],
b = 1,21qEпр/Gзап
С1 = D1рас/D1
D1= 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z0)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,
z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв+ lidн)] .
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) .
Епр = 6,8·105 кг/см2. Принимаем для маложесткого заполнителя К = 0,2.
D1рас = dв3 + lidн3 = 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:
Gзап = Gxz = 1,5·(dc/t)·Gм ,
Gзап = Gyz = (dc/t)·Gм,
Модуль сдвига заполнителя: Gм = Ем/[2(1 + n)],
Gм = 6000/[2(1 + 0,25)] = 2400 (кг/см2) .
Gзап = Gxz = 1,5·(0,025/1,732)·2400 = 52 (кг/см2) ,
Gзап = Gyz = (0,025/1,732)·2400 = 35 (м/см2),
Gзап = 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 Ткр:
Ткр = 2·p·К·ЕпрÖВzD1 ·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
qв = q(1/(1 + d));
qн = q(q/(1 + d));
d = l·(dн/dв) ,
l = E1н/Е1в = 6,8·105/6,8·105 = 1 ,
q = 8157/(p·140,5) = 18,48 (кг/см2),
d = 1·(1,2/1,5) = 0,8 ,
qв = 18,48(1/(1 + 0,8)) = 10,27 (кг/см)
[s02] = 27,5 (кг/мм2).
qн = 18,48(0,8/1,8) = 8,21 (кг/см),
sвн = 1027/0,15 = 68,5 (кг/см2),
sн = 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:
DpD = -0,645 кг/см2 ; dст.соты = 0,04 ;
sм = 2400 кг/см2 ; sxz = 83 кг/см2 ;
Gyz= 55,42 кг/см2 ;
Gзап = Ö35,4·83 = 67,8 кг/см2 .
Определяем Ркр для несимметричной трехслойной оболочки с мягким средним слоем (рис. 26)
Рис. 26
li = 1 = Eн/Ев ; К = 0,8 .
Заполнитель маложесткий:
g = h·B1/l·R0,5 ,
a = 5g·Eпр/Gзап ,
с1 = D2рас/D2 ,
D2рас = dв3 + lidн3 = 0,153 + 0,123 = 0,00513 (см3) .
D2= 4(z0 – h – dн)3 + 4(H – z1)3 + 4li[z03 – (z0 – dн)3] ,
z0 = [dв2 + 2dв(dн + h) + lidн2]/[2(dв+ lidн)] .
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 .Gзап = 67,8 кг/см2 .
а = 5·6,627·10-4·6,8·105/67,8 = 33,22.
Заполнитель маложесткий:
Gзап <<5g·Eпр .
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.
Ркр =
кг/см2 .h = 0,864/0,645 – 1 » 0,34
Усилия действующие во внутренних и внешних слоях:
Еz = 6000 кг/см2,
0,005358 , 20,5 (кг/см),Sв = 0,645·69,25/1,805358 = 24,741 (кг/см).
sн = 20,5/0,12 = 170,8 (кг/см2),
Избыток прочности:
h = 2750/170,8 - 1 = 15,1 .
sв = 24,74/0,15 = 165 (кг/см2) .
Избыток прочности:
h = 2750/165 - 1 = 15,7 .
Давление передаваемое на заполнитель:
Рзап = 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.
sсм = (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, DpD = 1,009 кг/см2).
Давление передаваемое на заполнитель:
Рзап = Р/(1 + d + x) = 1,009/1,80536 = 0,559 (кг/см2).
sсм = (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.Fнепр = 162,1 см2.
Принимаем коэффициент запаса по радиусу f = 2,5, тогда
aнепр = 5,746 см.
Fнепр = 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 хнач (координаты точек по длине гондолы);
– конечное значение координаты хкон (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