Курсовая Расчет на прочность крыла большого удлинения и шасси транспортного самолета АН70
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

Подписываем
Министерство образования и науки Украины
Национальный аэрокосмический университет
им. Н.Е. Жуковского
«Харьковский авиационный институт»
Факультет №1
КАФЕДРА 102
Пояснительная записка к курсовому проекту
на тему:
«Расчет на прочность крыла большого
удлинения и шасси транспортного самолета АН–70»
Выполнил: ст. 148 гр
Принял
Харьков
Содержание
Общие сведенья о самолёте
Задание
Геометрические данные крыла
Определение нагрузок на крыло
Распределение воздушной нагрузки по длине крыла
Распределение массовой нагрузки по конструкции крыла
Построение эпюр поперечных сил, изгибающих и приведенных моментов
Проектировочный расчет сечения крыла
Подбор продольного силового набора в растянутой зоне
Подбор продольного силового набора в сжатой зоне
Подбор толщин стенок лонжеронов
Определение расстояния между нервюрами
Проверочный расчет крыла
Проверочный расчет на касательные напряжения
Расчет центра жесткости сечения крыла
Заключение о прочности крыла
Проектировочный расчет стоек шасси
Исходные данные
Подбор колес
Определение параметров амортизатора
Определение нагрузок на стойку
Построение эпюр изгибающих моментов
Подбор параметров поперечного сечения элементов
Построение эпюры осевой силы
Проверочный расчет штока
Проверочный расчет цилиндра
Заключение о прочности шасси
Расчет оси колеса на ресурс
Приложение 1
Приложение 2
Задание
Рассчитать на прочность крыло большого удлинения транспортного самолета: определить геометрические параметры и весовые данные крыла; определить нагрузки и построить эпюры поперечных сил, изгибающих и приведенных моментов по длине крыла; провести проектировочный и проверочный расчет поперечного сечения крыла.
Провести расчет основных стоек шасси транспортного самолёта: подобрать колёса, амортизаторы; определить геометрические параметры стойки и её составляющих элементов; рассчитать на ресурс один из элементов шасси (в данном проекте – ось колеса).
За прототип принять военно-транспортный самолёт АН-70.
Взлетная масса самолета .
Расчетный случай D.
Коэффициент максимальной эксплутационной перегрузки для неманевренного пассажирского самолета, согласно НЛГС, , коэффициент безопасности
.
Общие сведенья о самолёте-прототипе
ОКБ им. Антонова Ан-70
Обозначение НАТО: CONDOR
Стратегический военно-транспортный самолет
Ан-70 принадлежит к новому поколению оперативно-тактических военно-транспортных самолетов короткого взлета и посадки. Он обеспечивает доставку практически всей номенклатуры вооружения и военной техники мотострелковой дивизии. С самолета возможно парашютное десантирование личного состава и техники, в том числе и моногрузов массой до 20 т с больших и малых высот, грузовая кабина самолета рассчитана на перевозку 300 солдат с личным оружием или 206 раненых и больных.
Первый полет самолета Ан-70 состоялся 16 декабря 1994 года, 24 апреля 1997 года поднялся в воздух второй экземпляр этого самолета, который проходил летные испытания. Конструктивно самолет представляет собой четырехдвигательный высокоплан с крылом небольшой стреловидности и колесным убирающимся в полете шасси. Герметизированный грузовой отсек занимает почти весь фюзеляж самолета. Он почти на 30 проц. просторнее, чем у транспортного Ил-76, что позволяет, например, размещать перевозимые колесные машины в два ряда. Использование внутреннего пространства отсека повышается благодаря тому, что на откидывающемся люке-рампе может быть размещен груз массой до 5000 кг.
Внутреннее десантно-транспортное оборудование обеспечивает оперативность и автономность погрузки и выгрузки грузов и их воздушное десантирование. Комплекс погрузочного оборудования включает четыре электротельфера суммарной грузоподъемностью 12 тонн, две бортовые электролебедки с тяговым усилием по 1,5 т. По желанию заказчика самолет может быть укомплектован легкосъемной второй палубой или рольганговым оборудованием для автоматизации операций с контейнерами. В носовой части фюзеляжа находится оборудованная цветными многофункциональными индикаторами трехместная кабина экипажа и двухпалубный отсек для сопровождающих груз на борту.
В зависимости от способа применения и взлетной массы Ан-70 его многоколесное шасси обеспечивает возможность эксплуатации как с бетонных взлетных посадочных площадок длиной 1800 м с невысокой прочностью покрытия, так и с грунтовых площадок длиной 600-800 м с низкой прочностью грунта. В режиме короткого взлета и посадки при применении с грунтовых площадок длиной 600-900 м Ан-70 обеспечивает перевозку 20-36 т груза на дальность 1450-3000 км.
Силовая установка самолета состоит из установленных в мотогондолах под крылом четырех двигателей Д-27 с винтовентиляторами СВ-27. Эта силовая установка обеспечивает получение высокой крейсерской скорости при 20-30 проц. экономии топлива по сравнению с современными самолетами с турбореактивными двигателями.
Ан-70 оснащен современным бортовым радиоэлектронным оборудованием, объединенным в цифровой интегральный комплекс. Это оборудование обеспечивает эксплуатацию самолета на всех широтах в любое время суток в простых и сложных метеорологических условиях, полеты над лишенной ориентиров местностью, взлет и посадку на необорудованных грунтовых аэродромах. Эксплуатация на необорудованных аэродромах обеспечивается и благодаря наличию бортовых средств контроля и диагностики. Техническое обслуживание самолета основано на применении стратегии технической эксплуатации по состоянию.
Расчет крыла большого удлинения
Геометрические данные крыла
–площадь стреловидного крыла;
- удлинение стреловидного крыла;
Рис. 1
- размах стреловидного крыла;
- сужение стреловидного крыла;
- корневая хорда крыла;
- концевая хорда крыла;
Средняя относительная толщина профиля , профиль NACA 2212;
- угол стреловидности крыла по половине хорды;
- угол стреловидности крыла по передней кромке.
Так как крыло данного самолета стреловидное и угол по передней кромке более 15° (рис. 1), вводим эквивалентное равновеликое по площади прямое крыло, и все расчеты проводим для этого эквивалентного крыла. Прямое крыло введем путем поворота стреловидного так, чтобы прямая проходящая по половине хорды прямого крыла была перпендикулярна оси фюзеляжа (рис. 2). При этом размах спрямленного крыла
Площадь спрямленного крыла:
,
причем в качестве параметра примем значение, равное расстоянию от конца консоли спрямленного крыла до оси самолёта, так как схема данного самолета – высокоплан (рис. 3)
.
Найдем относительную координату линии центров давления. Для этого определим коэффициент подъемной силы для расчетного случая D.
- взлетный вес данного самолета;
- плотность воздуха на высоте Н = 0 км;
- крейсерская скорость самолета ([
] = кг ),
- скорость пикирования,
,
Тогда, построив графики зависимостей Cy = f(Cx) и СД = f(Cy), определяем: Сх = 0,0196; Сд = 0,316; α0 = 4о (рис. 4). Данные, необходимые для постройки графиков приведены в табл.__.
Таблица. Аэродинамические характеристики авиационного профиля NACA – 2212.
-
α0
СУ
СХ
СД
0
0,13
0,0088
0,476
2
0,29
0,0135
0,348
4
0,43
0,0195
0,316
6
0,59
0,028
0,3
8
0,73
0,04
0,289
10
0,88
0,055
0,283
12
1,02
0,072
0,278
а) б)
Рис. 4
Для построения огибающей полетных режимов (рис__) найдем скорость сваливания самолёта с убранным посадочным механизмом и расчетную скорость маневрирования самолёта
([
] = кг):
;
Рис.__ Упрощенная огибающая полетных режимов самолёта.
Лонжероны в крыле располагаем:
-передний лонжерон на расстоянии 15% хорды от носка крыла;
-задний лонжерон на расстоянии 70% хорды от носка крыла (рис. 5).
В расчетном сечении () высота переднего лонжерона
, заднего-
.
Рис.
Определение нагрузок на крыло
На крыло воздействуют распределенные по поверхности воздушные силы и массовые силы от конструкции крыла и от помещаемого в крыле топлива, сосредоточенные силы от массы агрегатов, расположенных на крыле.
Массы агрегатов находим через их относительные массы от взлетной массы самолета:
- масса крыла;
- масса силовой установки;
Так как на самолёте 4 двигателя, то массу одного двигателя примем равной
.
Распределение воздушной нагрузки по длине крыла.
По длине крыла нагрузка распределяется по закону относительной циркуляции:
,
где - относительная циркуляция,
В случае стреловидного крыла относительная циркуляция определяется по формуле:
где — влияние стреловидности крыла,
( - угол стреловидности по четверти хорды)
Распределение массовой нагрузки по размаху крыла.
В приближенных расчетах можно считать, что погонная нагрузка массовых сил крыла пропорциональна хордам. Следовательно, для расчетов можно пользоваться формулой:
где - хорда крыла.
Массовую нагрузку от веса топлива распределяем пропорционально площадям поперечного сечения топливных баков
,
де - удельный вес топлива
В случае распределения веса топлива по линейному закону
,
,
где - вес топлива (для самолёта АН 70
),
- длина топливного бака.
находим как высоту усеченной пирамиды, основанием которой является сечение топливного бака при
.
Суммарная погонная нагрузка на крыло находится по формуле:
Начало координат поместим в корне крыла, сечения нумеруем от корня в направлении конца крыла, начиная с .
Результаты расчетов заносим в таблицу
Таблица
| z, м | b(z), м | | | | | | | |
0 | 0 | 7,35 | 1,3435 | -0,06042 | 1,283079 | 9271,09 | 1085,65 | 0 | 8185,44 |
0,1 | 2,24893 | 6,86 | 1,3298 | -0,04499 | 1,284806 | 9283,57 | 1013,27 | 4630,156 | 3640,14 |
0,2 | 4,49786 | 6,37 | 1,2908 | -0,03162 | 1,259175 | 9098,37 | 940,89 | 4134,068 | 4023,41 |
0,3 | 6,74679 | 5,88 | 1,2228 | -0,01851 | 1,204288 | 8701,77 | 868,52 | 3637,98 | 4195,28 |
0,4 | 8,99572 | 5,39 | 1,1484 | -0,00643 | 1,141972 | 8251,50 | 796,14 | 3141,892 | 4313,47 |
0,5 | 11,24465 | 4,9 | 1,057 | 0,006428 | 1,063428 | 7683,97 | 723,76 | 2645,804 | 4314,40 |
0,6 | 13,49358 | 4,41 | 0,9571 | 0,018769 | 0,975869 | 7051,30 | 651,39 | 2149,715 | 4250,19 |
0,7 | 15,74251 | 3,92 | 0,8538 | 0,028539 | 0,882339 | 6375,48 | 579,01 | 1653,627 | 4142,84 |
0,8
17,99144
3,43
0,743
0,03471
0,77771
5619,47
506,64
1157,539
3955,29
0,9
20,24037
2,94
0,6091
0,035996
0,645096
4661,24
434,26
0
4226,98
0,95
21,364835
2,695
0,4593
0,032139
0,491439
3550,97
398,07
0
3152,90
1
22,4893
2,45
0
0
0
0,00
0,00
0
0,00
Строим эпюры функций ,
и
(рис. 7)
Рис. 7
Построение эпюр поперечных сил, изгибающих и приведенных моментов.
При определении закона распределения поперечных сил и изгибающих моментов по длине крыла вначале находим функции и
от воздействия распределенной нагрузки
. Для этого табличным способом вычисляем интегралы
,
методом трапеций.
Расчет производим по следующим формулам:
;
;
,
,
.
Аналогично рассчитываем величины изгибающих моментов:
;
;
,
Полученные результаты заносим в таблицу 2.
Таблица 2
| z, м | | ΔQ, кг | Q, кг | ΔM, кгм | M, кгм | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 | 0 | 8185,44 | 13297,45 | 94138,45 | 196758,3 | 1016728 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,1 | 2,24893 | 3640,14 | 8617,39 | 80840,99 | 172115,8 | 819969,8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,2 | 4,49786 | 4023,41 | 9241,62 | 72223,60 | 152033,9 | 647854 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,3 | 6,74679 | 4195,28 | 9567,78 | 62981,98 | 130883,4 | 495820,1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,4 | 8,99572 | 4313,47 | 9701,73 | 53414,20 | 121865,8 | 364936,7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,5 | 11,24465 | 4314,40 | 9630,58 | 43712,46 | 87477,02 | 243070,9
Проведем проверку построения эпюр нагрузок на крыло в корневом сечении. Необходимо учесть воздействие сосредоточенных массовых сил Затем строим эпюры Рис. 8 При построении эпюры приведенных моментов вначале задаемся положением оси приведения. Она проходит через переднюю кромку крыла параллельно оси “z” Строим эпюру погонных моментов Для погонных моментов: где тогда Момент считаем положительным, если он действует против часовой стрелки. Интегрируя эпюру Полученные результаты заносим в таблицу 3: Таблица 3 Проведем проверку построения эпюры приведенных моментов в корневом сечении без учета сосредоточенных массовых сил. Приведенный момент от воздействия сосредоточенных масс находим по формуле: где Строим суммарную эпюру Рис. 9 Проектировочный расчет сечения крыла В проектировочном расчете необходимо подобрать силовые элементы поперечного сечения крыла: лонжероны, стрингеры и обшивку. Подберем материалы для продольных элементов сечения крыла и занесем их механические характеристики в таблицу 4. Таблица 4 Шаг стрингеров
Здесь Приближенно величины Параметр Задаваясь шагом стрингеров, найдём толщину обшивки, удовлетворяя неравенство (табл. 5). Таблица 5. По соображениям прочности увеличим толщину обшивки, приняв δсж = 5(мм), δр = 4(мм), Определим количество стрингеров на верхней и на нижней частях поперечного сечения: Рис. 10 Нагрузки, воспринимаемые панелями будут равны где Нагрузка, воспринимаемая панелью может быть представлена Подбор продольного силового набора в растянутой зоне Усилие в растянутой зоне определяется равенством где Так как панель цельнофрезерованная: Тогда найдем потребную площадь стрингеров в растянутой панели: рис. 11 Зная потребную площадь стрингера, из сортамента профилей [1, приложение 4] выберем стрингер с близкой площадью поперечного сечения. Выбираем угольник равностенный ПР100-22, Определим площади поясов лонжерона Площадь Отсюда и Подбор продольного силового набора в сжатой зоне Усилие в сжатой зоне находят по формуле: где
Присоединенную площадь обшивки определим по формуле: Тогда потребная площадь стрингера: Зная потребную площадь стрингера, из сортамента профилей [1, приложение 4] выберем стрингер с близкой площадью поперечного сечения (Рис. 12). Это бульбоугольник ПР102-23 Критические напряжения местной потери устойчивости выбранного стрингера определим по формуле: Стрингеры на местную устойчивость проверим для всех стенок стрингера, кроме приклепываемых к обшивке. для полки стрингера: Так как Ширину присоединенной обшивки, работающей с напряжениями стрингера, определим: Площадь присоединенной обшивки: Суммарная площадь полок лонжеронов: Распределим площадь между сжатыми полками переднего и заднего лонжеронов пропорционально квадратам их высот: Примем отношение ширины полки лонжерона к ее толщине 1лонжерон: 2лонжерон: Подбор толщин стенок лонжеронов Для приближенного расчета можно считать, что центр жесткости поперечного сечения лежит в центре тяжести жесткостей лонжеронов на изгиб. Определим моменты инерции лонжеронов. Перенося поперечную силу со статическим нулем в центр жесткости, замечаем, что эта сила эквивалентна двум силам: и крутящему моменту Эти силы вызывают потоки касательных усилий в стенках лонжеронов (рис. 13) . Рис. 13 Если предположить, что крутящий момент воспринимается только внешним контуром сечения крыла, то этот момент уравновешивается потоком касательных усилий Тогда в зависимости от расположения поперечной силы (до или после центра жесткости) Найдем толщину стенки: Примем Тогда Определение расстояния между нервюрами Расстояние между нервюрами определяется из условия равнопрочности при местной потере устойчивости стрингера и при общей потере устойчивости стрингера с присоединенной обшивкой. Критические напряжения потери устойчивости стрингера определяются по формуле: где Тогда Проверочный расчет крыла Целью проверочного расчета является проверка прочности конструкции при действительной геометрии и физико-механических характеристиках материалов конструкции методом редукционных коэффициентов. Для определения коэффициента редукции нулевого приближения построим диаграмму деформирования материалов обшивки, стрингеров и лонжеронов. Параметры деформирования приведены в таблице 4. Имея диаграмму деформирования, выбираем фиктивный физический закон. При расчетных нагрузках напряжения в наиболее прочном элементе конструкции - лонжероне - близки к временному сопротивлению. Поэтому фиктивный физический закон целесообразно проводить через точку Рис. 14 Определяем коэффициент редукции нулевого приближения в сжатой зоне: Лонжерон: Стрингер: Определяем коэффициент редукции нулевого приближения в растянутой зоне: Лонжерон: Стрингер: Определим редуцированные площади элементов. Действительные площади элементов сечения:
Редуцированные площади:
Дальнейшие расчеты представлены в таблице 6. Далее необходимо найти координаты центра тяжести редуцированного сечения. Определяем положение центральных осей редуцированного сечения. Исходные оси выбираем проходящими через носок профиля в соответствии с его геометрией (рис. 15). Координаты центра тяжести редуцированного сечения определяем следующим образом: Рис. 15 где Координаты сосредоточенных элементов в центральных осях найдем так:
Рис. 16 Далее необходимо найти угол поворота центральных осей до положения главных (рис. 16). Рис. 16 Вычислим координаты элементов в главных центральных осях Определяем моменты инерции в главных центральных осях Определяем проекции изгибающих моментов на главные центральные оси (рис. 17): Определяем редуцированные напряжения в элементах сечения: Определяем действительные напряжения в продольных элементах из условия равенства деформации действительных и редуцированных сечений по диаграмме деформирования (рис. 18). Рис. 18 После нахождения действительных напряжений определяем коэффициент редукции последующего приближения для каждого элемента конструкции: Определение коэффициентов редукции последующих приближений для каждого элемента конструкции будет проведено с помощью ЭВМ. (приложение 1) После достижения сходимости коэффициентов редукции необходимо определить коэффициенты избытка прочности в элементах: Таблица 5 Таблица 5 (продолжение) Оценим прочность обшивки модифицированного сечения. Обшивка находится в плоском напряженном состоянии. В ней действуют касательные напряжения, значения которых получены на основе расчета на ЭВМ: и нормальные напряжения Определим критическое напряжение потери устойчивости обшивки: где Если обшивка теряет устойчивость от сдвига ( где Рис. 19 Таким образом, напряженное состояние в точках обшивки расположенных вблизи стрингеров, определяем по формулам: При Условие прочности, соответствующее критерию энергии формообразования, имеет вид: где Коэффициент Полученные результаты заносим в таблицу 7. Строим эпюру касательных напряжений (рис. 20) Рис. 20 Таблица 7 Расчет центра жесткости сечения крыла Центр жесткости – это точка, относительно которой происходит закручивание контура поперечного сечения, либо это точка, при приложении поперечной силы в которой закручивание контура не происходит. В соответствии с этими двумя определениями существуют 2 метода расчета положения центра жесткости: метод фиктивной силы метод фиктивного момента. Так как проверочный расчет на касательные напряжения проведен, и эпюра суммарных ПКУ построена, то для расчета центра жесткости сечения используем метод фиктивного момента. Определяем относительный угол закручивания 1го контура. Эпюра qS - известна. В соответствии с формулой Мора к первому контуру прикладываем единичный момент: Тогда: Так как обшивка самостоятельно не работает на нормальные напряжения, эпюра Определяем относительный угол закручивания сечения крыла при приложении к нему момента М = 1 ко всему контуру. Неизвестными являются q01 q02, для их определения запишем два уравнения: уравнение равновесия относительно т.А (нижний пояс переднего лонжерона) и уравнение равенства относительных углов закручивания первого и второго контуров (аналог ур-я совместности деформации). где Для расчета относительных углов воспользуемся формулой Мора. Прикладывая к каждому контуру единичный момент
Таким образом, уравнения для расчета неизвестных Решая которые, находим После нахождения `М1 и`М2, определяем относительный угол закручивания первого контура, от приложения к сечению единичного момента: Определяем величину крутящего момента в сечении крыла от действующих нагрузок. Поскольку деформирование линейно, угол закручивания прямо пропорционален величине Мкр, тогда:
Определяем расстояние от поперечной силы до центра жесткости (рис. 21).
Рис. 21 Заключение о прочности крыла Исследуя коэффициенты избытка прочности, можно прийти к выводу, что конструкция прочна по всем продольным элементам в сжатой и растянутой зонах и в обшивке, так как величина - для стрингерного набора 10 - 15%, - для обшивки 3 – 10%. На некоторых участках обшивка немного перегружена. Пояса лонжеронов значительно недогружены. Проектировочный расчет стоек шасси Исходные данные Взлетная масса самолета mвзл=130000 кг; Посадочная масса самолета mпос= 80000 кг; Количество основных стоек Количество колес на основной стойке Количество амортизаторов на стойке Геометрические параметры: Подбор колес Подбор колёс начинаем с выбора типа пневматика. Тип выбираем с учётом условий эксплуатации и значений посадочной и взлетноё скоростей. Так как самолёт эксплуатируется на грунтовых ВПП, то используют пневматики низкого давления. Далее определяем величину стояночной нагрузки для взлетной и посадочной массы самолёта: По полученным данным из сортамента авиационных колес [2] выбираем колесо КТ-88 с характеристиками: Так как При этом удовлетворяются условия: Коэффициент грузоподъемности колеса Для коэффициента перегрузки Тогда получим эксплуатационные нагрузки на колесо Так как стойка содержит спаренные колёса, то более нагруженное колесо воспринимает усилие Определение параметров амортизатора Эксплуатационная работа, поглощаемая амортизационной системой при посадке: где Но так как Тогда Одна стойка воспринимает эксплуатационную работу Вычислив эксплуатационную работу, поглощенную пневматиками при посадке найдем работу воспринимаемую амортизатором Ход амортизатора вычисляем по формуле φэ - передаточное число при ходе поршня Sэ . Так как рассматривается телескопическая стойка и при этом предполагается, что в момент касания колесами земли ось стойки перпендикулярна поверхности земли, то ηе =0,7 и φэ =1. Для определения поперечных размеров амортизатора находим из равенства площадь, Зададимся значениями параметров: Тогда Для амортизатора с уплотнением, закрепленным на цилиндре, внешний диаметр штока равен величине: Толщину уплотнительных колец полагаем Тогда для внутреннего диаметра цилиндра Начальный объем V0 газовой камеры находим по формуле Высота газовой камеры при необжатом амортизаторе Параметры Для нахождения неизвестных После некоторых преобразований Здесь Первое из равенств (3) имеет вид квадратного уравнения где из равенства (5) Подставляя корень которого есть искомая величина Вычисления сведены в табл. 8 Таблица 8. Строим график в координатной системе ( Smax, f ) (рис. 22) Рис. 22 Точка пересечения кривой с осью f = 0 дает значение Smax =0,55. Из зависимости (8) найдём
Давление газа в амортизаторе при его максимальном обжатии
Высота уровня жидкости над верхней буксой
При этом: 0,589 + 0,1045 = 0,6935 > 0,55 – условие выполняеться. Задаваясь значениями параметров:
получаем длину амортизатора в необжатом состоянии
Длина амортизатора при эксплуатационном обжатии
Определение нагрузок на стойку Коэффициент расчетной перегрузки: Расчетная вертикальная Между колесами усилие Построение эпюр изгибающих моментов Стойка является комбинированной системой. Вначале методом сечений находим усилие в подкосе. Записываем для стойки уравнение равновесия относительно шарнира Эпюра изгибающих моментов, действующих в плоскости движения самолёта, изображена на рисунке 23. Рис.23 Максимальный момент, равный 489,57кНм, действует в точке навески шасси. Эпюра изгибающих моментов, действующих в плоскости перпендикулярной плоскости движения самолёта, изображена на рисунке 24. Рис. 24 Скачек на эпюре в точке присоединения стержня к цилиндру, созданный эксцентриситетно приложенной силой (вертикальной проекцией усилия в стержне), равен Крутящий момент равен величине и нагружает только цилиндр. Подбор параметров поперечного сечения элементов В проектировочном расчете для телескопической стойки подбирают толщины стенок цилиндра и штока. Вначале для каждого из указанных элементов выбираем сечение, в котором изгибающий момент Имеет максимальное значение. Осевые усилия и крутящий момент в проектировочном расчете не учитываем. Из условия прочности где k – коэффициент пластичности, принимаем W – момент сопротивления Из этого уравнения находим Зная наружный диаметр штока получим внутренний Тогда толщина стенки Аналогично находим значение Построение эпюры осевой силы Расчетное давление газа в амортизаторе Газ давит на шток с силой Несоответствие между силой Рш и внешней нагрузкой 528,127 кН объясняется наличием сил трения в буксах. Таким образом, сила трения в одной буксе равна величине На верхнем конце штока газ давит на шток с силой Следовательно, между сечениями, проходящими через верхнюю и нижнюю буксы, шток сжимается силой ниже сечения нижней буксы – силой На цилиндр газ воздействует через уплотнение с осевой силой растягивающей цилиндр. При построении эпюры Nц, следует учесть также силы Fтр и Sz. Окончательный вид эпюр осевых сил Nц и Nш 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; кпл - коэффициент пластичности штока. Для напряжений получим Для более опасного варианта ( Коэффициент избытка прочности: Найдем для штока критические напряжения потери устойчивости и предельный изгибающий момент. Из формулы Эйлера R – радиус срединной поверхности цилиндрического элемента; Так как - критическое напряжение по формуле Тетмайера. Так как максимальное сжимающее напряжение σz = 1296 МПа не превышает σкр, то шток не теряет устойчивость. При Мпред - предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении. Коэффициент избытка прочности Проверочный расчет цилиндра Запишем для цилиндра F – площадь сечения цилиндра; W – момент сопротивления цилиндра; Для напряжений получим 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; - критическое напряжение по формуле Тетмайера. Так как максимальное сжимающее напряжение σz = 1139 МПа не превышает σкр, то цилиндр не теряет устойчивость. При Мпред - 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 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 Диаметр оси подбираем из условия которое принимает вид Изгибающий момент при единичной перегрузке Для максимальных напряжений в оси Величина предела выносливости гладкого полированного образца из легированной стали Принимая коэффициент С помощью МКЭ (приложение 2) находим коэффициент концентрации напряжений Находим предел выносливости детали Тогда величина Считая параметры уравнения кривой усталости равными Определив значения функций находим правую часть Долговечность оси колеса Значение функции Принимая коэффицент запаса по ресурсу Приложение 1 148 РЕДУЦИР. ТОЛЩИНЫ OБЩИE ДAHHЫE M XI YI FI .0040 7200E+11 29 .0000 .0000 .1000E-14 .0060 -.5500E+09 4 1.0290 .4970 .1387E-01 .0060 -.3440E+09 3 1.2540 .5210 .2780E-02 .0060 1201E+08 4 1.5570 .5390 .2780E-02 .0060 1290E+07 2 1.8600 .5760 .2780E-02 .0060 0000E+00 29 2.1620 .5450 .2780E-02 .0060 1190E+07 15 2.4650 .5380 .2780E-02 .0060 -.3403E+05 16 2.7670 .5250 .2780E-02 .0060 2145E+01 3.0700 .5080 .2780E-02 .0060 3.3710 .4860 .2780E-02 .0060 3.6730 .4600 .2780E-02 .0060 3.9750 .4310 .2780E-02 .0060 4.2730 .3990 .2780E-02 .0060 4.5770 .3640 .2780E-02 .0032 4.8020 .3360 .8030E-02 .0072 4.8020 -.1660 .3770E-02 .0072 4.5760 -.1810 .2330E-02 .0072 4.2720 -.2000 .2330E-02 .0072 3.9730 -.2170 .2330E-02 .0072 3.6710 -.2320 .2330E-02 .0072 3.3670 -.2460 .2330E-02 .0072 3.0670 -.2590 .2330E-02 .0072 2.7650 -.2580 .2330E-02 .0072 2.4630 -.2680 .2330E-02 .0072 2.1610 -.2740 .2330E-02 .0072 1.8590 -.2760 .2330E-02 .0072 1.1560 -.2730 .2330E-02 .0072 1.2550 -.2650 .2330E-02 .0052 1.0290 -.2500 .7690E-02 .0080 MX= .11948E+08 MY= .17681E+07 NZ= .00000E+00 IX= .15907E-02 IY= .10304E+00 FS= .39432E-01 Итераций- 19 ПОТОКИ КАСАТЕЛЬНЫХ HАПРЯЖEHИЯ ГЛАВНЫЕ ЦЕНTPAЛЬНЫЕ РЕДУKЦИOНHЫE УCИЛИЙ ДEЙСTBИTEЛЬHЫE Х y КOЭФФИЦИЕНТЫ -.4989E+05 .3665E+09 -.2683E+01 -.4955E+00 .1007 -.3133E+06 -.3473E+09 -.1674E+01 .4213E-01 1.0060 -.2319E+06 -.3023E+09 -.1450E+01 .7508E-01 .5168 -.1480E+06 -.3069E+09 -.1148E+01 .1051E+00 .3820 -.6102E+05 -.3144E+09 -.8470E+00 .1542E+00 .2704 .2529E+05 -.3113E+09 -.5440E+00 .1353E+00 .3062 .1122E+06 -.3120E+09 -.2410E+00 .1403E+00 .2973 .1993E+06 -.3118E+09 .6128E-01 .1394E+00 .3006 .2866E+06 -.3109E+09 .3647E+00 .1345E+00 .3123 .3738E+06 -.3092E+09 .6664E+00 .1245E+00 .3376 .4609E+06 -.3070E+09 .9692E+00 .1105E+00 .3803 .5480E+06 -.3042E+09 .1272E+01 .9361E-01 .4500 .6354E+06 -.3010E+09 .1571E+01 .7351E-01 .5771 .7213E+06 -.2873E+09 .1876E+01 .5066E-01 .8280 .9070E+06 -.2029E+09 .2102E+01 .3165E-01 1.0060 .7280E+06 4757E+09 .2122E+01 -.4700E+00 .1347 .6424E+06 3679E+09 .1897E+01 -.4939E+00 .0992 .5556E+06 3727E+09 .1594E+01 -.5250E+00 .0947 .4677E+06 3771E+09 .1296E+01 -.5540E+00 .0910 .3786E+06 3813E+09 .9947E+00 -.5810E+00 .0878 .2886E+06 3853E+09 .6915E+00 -.6071E+00 .0850 .1976E+06 3891E+09 .3923E+00 -.6320E+00 .0826 .1061E+06 3908E+09 .9050E-01 -.6431E+00 .0816 .1376E+05 3941E+09 -.2109E+00 -.6651E+00 .0796 -.7929E+05 3968E+09 -.5124E+00 -.6831E+00 .0781 -.1729E+06 3989E+09 -.8141E+00 -.6972E+00 .0770 -.2675E+06 4026E+09 -.1517E+01 -.7222E+00 .0752 -.3617E+06 4007E+09 -.1418E+01 -.7103E+00 .0761 -.4989E+05 5140E+09 -.1644E+01 -.7043E+00 .0986 .7110E+06 Равнодействующие нормальных напряжений: MX= .11844E+08 MY= .18281E+07 NZ=-.73329E+05 Приложение 2 2. Реферат на тему The Vairous Uses For Potassium Essay Research 3. Курсовая на тему Образование государства Израиль 4. Реферат Виды маркетинга 5. Контрольная работа на тему Види державної служби та їх вдмінності 6. Реферат Холера,её возбудители и характеристика болезни 7. Статья Особливості проходження адаптації студентів груп нового набору до умов навчання у ВНЗ І-ІІ рівні 8. Реферат на тему River Of Names Essay Research Paper River 9. Реферат на тему Philosophy Berkeley Essay Research Paper Dupee mozillaPhilosophy 10. Реферат Повстання Чернігівського полку |