Технология производства лонжерона крыла самолета РСМ-25 "Robust" из композиционных материалов с подкосом. Определение нагрузок, действующих на крыло, обеспечение прочности и устойчивости конструкции; силовое взаимодействие, требования к стыковым узлам.
Аннотация к работе
В настоящее время стремительный технический прогресс развития самолетостроения и машиностроения требует использования материалов с высокими механическими характеристиками, высоким качеством изготовления деталей на их основе с уменьшением массы конструкции в целом. По характеристикам, которые демонстрируют композиционные материалы в готовых изделиях, совершенно ничем не уступают традиционным материалам, а наоборот, имеют ряд преимуществ, например: конструкции из ПКМ имеют более высокие прочностные свойства, масса конструкции снижается на 15-20% и выше, увеличивается технологичность ее изготовления (если конструкция имеет сложную геометрическую форму).Основные характеристики самолета РСМ-25 RobustПроизвел расчет скоростей и перегрузок согласно АП-17: (1.1) Отрицательная маневренная перегрузка: Для определения расчетных скоростей полета, воспользовался зависимостями, регламентированными системой АП-17. Расчетная скорость сваливания - минимальная скорость, на которой может летать самолет, определяется по формуле: где: - плотность потока воздуха, ;При определении перегрузок в неспокойном воздухе самолет считают твердым недеформируемым телом, все силы прикладывают в центре тяжести, пренебрегая поворотом самолета в плоскости тангажа (вертикальной). Перегрузка при действии вертикального порыва определяется по формуле: где - перегрузка до действия порыва, принял ; приращение вертикальной перегрузки от действия порыва, определяется по формуле (2.2). где - скорость полета до действия порыва, ; коэффициент ослабления порыва, вычисляемый по формуле здесь коэффициент масс самолета где - средняя аэродинамическая хорда, но так как крыло имеет крыло прямоугольную форму в плане, то ; Нашел скорость - скорость максимальной интенсивности воздействия порывов где, положительная перегрузка самолета от порыва при скорости .Все многообразие нагрузок, действующих на самолет в эксплуатации, в НЛГ сведено к ограниченному числу расчетных случаев, которые определяют прочность конструкции. Соответствие требованиям прочности должно быть доказано для любой комбинации скорости и перегрузки на границах и внутри огибающей полетных условий , обусловленной маневрированием или порывами ветра.Расчеты провел численно, разбивая длину консоли на участков. Относительная циркуляция представляется в виде суммы циркуляций прямого крыла и поправок, учитывающих стреловидность и влияние фюзеляжа: ,(1.20) где - значение циркуляции прямого крыла в зависимости от удлинения и сужения для трапециевидных крыльев. вычислил по формуле: , (1.21) где - сужение крыла Поправка к циркуляции с учетом влияния фюзеляжа (корпуса) определяется величиной «провалов» кривой циркуляции прямого крыла над фюзеляжем. Вводится коэффициент поправки , в результате чего определяется окончательное значение относительной циркуляции: ,(1.25) где - площадь «провала», ,(1.26) (1.27) поэтому проверяем и , если не соответствует, то вносим поправку. оставляем без поправок. оставил без поправок.Для того, чтобы определить распределение суммарной поперечной силы, которая возникает в крыле в результате действия на крыло распределенной воздушной нагрузки, распределенного равномерно веса крыла и от веса топливного бака, необходимо определить поперечную силу возникающею от каждой статически приложенной нагрузки и просуммировать их. Для того, чтобы определить распределение поперечной силы по размаху полукрыла от воздушной нагрузки, необходимо эпюру распределения воздушной нагрузки разбить на трапеции с высотой 570мм. Тогда, суммируя площади элементарных трапеций по участкам, определим распределение поперечной силы возникающей от действия воздушной нагрузки. Определив распределение всех поперечных сил определил суммарное распределение , полученный результат в расчетном случае B занесен таблицу 1.8, а в случае G в таблицу 1.9. Для того, чтобы определить суммарный изгибающий момент, который возникает от действия воздушной нагрузки, веса крыла и бака, необходимо определить изгибающий момент от каждой нагрузки и просуммировать их.Длина полукрыла равна Lkp=5.13м, подкос к крылу крепится на расстоянии x1=3.135м от бортовой нервюры, угол наклона подкоса ?=22.069°, y1= 1350мм, С(расстояние от средней линии лонжерона до узла крепления подкоса к узлу стойки-балки)=с Н/2, где Н-высота лонжерона, а с=25мм-расстояние от полки лонжерона до центра соединительного болта подкоса и стойки-балки. Определил распределение поперечных сил и изгибающих моментов по длине полукрыла в расчетных случаях B и занес в Таблицу 1.12 Распределение поперечной силы и суммарного изгибающего момента, распределенной по длине полукрыла в расчетном случае B Определил распределение поперечных сил и изгибающих моментов по длине полукрыла в расчетных случаях G и занес в Таблицу 1.13 Распределение поперечной силы и суммарного изгибающего момента, распределенной по длине полукрыла в расчетном случае GПри проектировании сечения переднего лонжерона из КМ я принял следующие допущения: - распределение напряжений по толщине полок равномерное. стенка и
План
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
Исходные данные
1.1 Определение расчетных скоростей полета
1.2 Определение перегрузок при полете в неспокойном воздухе
1.3 Построение огибающей полетных условий. Выбор максимальной и минимальной эксплуатационных перегрузок
1.4 Построение эпюр распределенных воздушных и массовых нагрузок
1.5 Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов свободнонесущего крыла
1.6 Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов подкосного крыла
1.7 Проектирование поперечного сечения переднего лонжерона и задней стенки
1.8 Проектировочный расчет подкоса (стержня)
1.9 Проектирование металлических деталей и их соединений с элементами конструкции
1.9.1 Проектирование законцовок стержня
1.9.2 Расчет крепежного элемента (оси)
1.9.3.Расчет стакана (переходника)
1.9.4 Проектирование стойки-балки
1.9.4.1 Расчет параметров пластины
1.9.4.2 Расчет вилки
1.9.4.3 Расчет соединения стойки-балки со стенкой лонжерона
1.9.5 Проектирование узла крепления балки к фюзеляжу
1.9.5.1 Расчет параметров пластины
1.9.5.2 Расчет проушины
1.9.5.3 Расчет соединения узла со стенкой лонжерона
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Описание технологичности конструкции
2.2 Подготовительные операции
2.2.1 Подготовка армирующего материала и компонентов связующего
2.2.2 Подготовка к работе технологической оснастки
2.3 Расчет количества армирующего материала
2.3.1 Расчет количества армирующего материала для лонжерона
2.3.2 Расчет количества армирующего материала для подкоса
2.4 Приготовление и контроль компонентов связующего
2.5 Приготовление и раскрой препрега
2.6 Контроль препрега
2.7 Формообразование
2.7.1 Расчет штучного времени на выкладку стенки и полок лонжерона
2.8 Формование изделия
2.8.1 Формование лонжерона
2.8.2 Формование подкоса
2.9 Механическая обработка
2.9.1 Механическая обработка лонжерона
2.9.1.1 Обрезка технологических припусков
2.9.1.2 Расчет параметров сверления
2.9.2 Механическая обработка подкоса
2.10 Контроль качества изделия
3. Безопасность жизнедеятельности
3.1 Выявление опасных и вредных факторов в цехе изготовления изделий из композиционных материалов
3.1.1 Участок изготовления связующего
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Разработка линейного графика ТП изготовления панели