Тонкая обшивка
Cтраница 3
Типичными представителями подкрепленных тонкостенных конструкций являются крыло ( рис. 8.1, а) и фюзеляж ( рис. 8.1 6) самолета. Они имеют относительно тонкую обшивку и силовой набор ( каркас), образованный такими элементами, как шпангоуты, лонжероны, нервюры, стрингеры. [31]
В кессонном крыле нормальные силы воспринимаются обшивкой и стрингерами лишь по части контура ( рис. 7.2.4, а), например, носком или, как обычно, средней частью. Остальная часть контура с более тонкой обшивкой и слабее подкрепленная стрингерами в работе на изгиб участвует значительно меньше. В этих схемах лонжероны с сильными поясами отсутствуют, а для восприятия перерезывающих сил служат стенки, соединенные с обшивкой слабыми поясами. В кессонном крыле все элементы панели и сжатой зоне работают однородно. [32]
Трехслойные конструкции обладают высокой жесткостью при малой массе. Такое сочетание свойств достигается путем использования тонких обшивок из высокопрочных и высокомодульных материалов и заполнителя с малой плотностью, который служит для разнесения обшивок относительно срединной плоскости. Однако так же, как и в двутавровой балке, эффект, получаемый в результате разнесения несущих слоев, снижается из-за податливости заполнителя ( или стенки) при сдвиге. [33]
Естественно, что такие материалы должны обладать низкой механической прочностью. В нагруженных конструкциях листы пенопласта упрочняют тонкой обшивкой листами металла или стеклопластика, которые наклеивают на пенопласт. В этом случае пенопласт заменяет ребра жесткости, что приводит к резкому снижению веса конструкций, способствует более равномерному распределению нагрузки по площади обшивки и ускоряет сборку изделий. Будучи теплоизоляционным материалом, пенопласт заменяет природные теплоизоляционные материалы ( шерсть, мех), применяется для облицовки стенок хладостатов, в строительстве сборных домов облегченной конструкции. Изделия из пенопластов отличаются исключительно высокими диэлектрическими свойствами, прозрачны для радиоволн, поэтому их используют в производстве антенных обтекателей, электроизоляционных деталей и пр. [34]
 |
Рекомендуемые типовые соединения обшивки с профилем. а - соединение с подсечкой. 6 - соединение на ус. [35] |
В конструкциях, где обшивка ЛА совместно с профилем работает на сжатие, рекомендуется применяеть клеевые соединения, так как непрерывность клеевого соединения исключает опасность местной потери устойчивости тонкой обшивки, соединенной с профилем, между сварными точками. Однако предлагается избегать конструкций с резко выраженным неравномерным отрывом ( отдиром), так как клей с высокой прочностью на чистый ( равномерный) отрыв плохо работает на отдир. [36]
Силовой каркас обычно разбивает обшивку на отдельные панели, которые часто целиком моделируют одним конечным элементом. Обшивка представляет собой тонкую оболочку, и в принципе для идеализации панелей могут быть использованы четырехугольные конечные элементы, описанные в предыдущей главе. Однако тонкая обшивка работает в основном на растяжение-сжатие и сдвиг, слабо сопротивляясь изгибу. [37]
В трехслойной конструкции увеличение жесткости происходит из-за увеличения толщины сердцевины. В конструкции с ребрами жесткости этот эффект объясняется преимущественно кольцевыми шпангоутами, которые становятся конструктивно более эффективными при больших диаметрах. На средних глубинах океана тонкая обшивка в многослойных цилиндрических стенках вынуждает увеличивать общую толщину стенки ( за счет увеличения толщины наполнителя) для того, чтобы обеспечить устойчивость конструкции против прогиба. Тонкие стенки цилиндра с ребрами жесткости требуют, чтобы критическое расстояние между ребрами было меньше для большей устойчивости. Теоретические исследования показывают, что для глубин океана до 9000 м корпусы как многослойные, так и с ребрами жесткости будут наиболее эффективными по весу. В корпусах с высокой прочностью и малым диаметром стенки многослойной конструкции более предпочтительны, чем стенки с ребрами жесткости. [38]
В сотовых панелях с металлическими обшивками дефекты соединений с сотоб-локом обнаруживают УЗ-реверберацион-ным методом. В зонах нарушения соединения многократно отраженные в обшивке эхосигналы затухают медленнее, чем в доброкачественных. Для контроля ОК с тонкими обшивками используют импульсы с высокими ( до 25 МГц) центральными частотами. [39]
 |
Раскрой обшивки крыла.| Распределение напряже - По этому требованию обшивка при. [40] |
Расстояние между стрингерами, работающими вместе с обшивкой, выбирается таким, чтобы обшивка в сжатой зоне использовалась наилучшим образом. Для этого при толщине обшивки 2 - 3 мм стрингеры рекомендуется располагать на расстоянии 120 - 150 мм. В весовом отношении наиболее рациональной является панель, состоящая из тонкой обшивки и часто поставленных стрингеров. При ремонте панели учитывают влияние заклепочного шва на прочность панели. Шаг заклепок оказывает влияние на величину разрушающих напряжений панели при сжатии. Под действием внешних нагрузок обшивка теряет устойчивость между заклепками, после чего и вся панель разрушается преждевременно. Поэтому шаг заклепок выбирают исходя из условия о кр. [41]
Второй способ прост и не требует специальной оснастки для создания давления прессования. Заклепки, винты или болты ставятся перед термической обработкой пастообразного клея или клеевой пленки. Недостатками его являются неравномерность клеевой прослойки и непроклеи, особенно при тонких обшивках. [42]
Наибольший интерес для практики представляют клееные и паяные конструкции, в которых тонкую металлическую ( или иную) обшивку соединяют с металлическим лонжероном, пенопластовым или сотовым заполнителем. Для контроля качества склейки ( пайки) обшивки в изделиях такого рода за рубежом применяется несколько методов, основанных, как правило, на использовании упругих колебаний. Исключением является вакуумный метод [62], [63], базирующийся на явлении прогиба непроклеенного участка тонкой обшивки под действием разрежения, создаваемого датчиком. Вакуумный метод находит применение для контроля сотовых панелей с небольшой ( доли миллиметра) толщиной обшивки. [43]
Коэффициенты интенсивности напряжений ( КИН) определяются для многих простых случаев по справочникам, содержащим конкретные решения в виде формул, таблиц, графиков. Когда КИН не может быть определен по известным решениям, для его оценки применяются аналитические или численные методы расчета, метод расчета с помощью конечных элементов, метод определения КИН по полям перемещений и по раскрытию трещины, метод расчета с помощью тензодатчиков по данным измерения деформаций в вершине трещины. Влияние пластичности у концов трещины, податливости крепежных элементов, двухосности напряжений, местных изгибных напряжений, выпучивания тонкой обшивки учитывается соответствующими корректирующими коэффициентами, полученными на основе обобщения экспериментов и введенными в формулы для вычисления КИН. [44]
Первое упоминание о практическом применении слоистых конструкций относят к 1845 г. и связывают со строительством железнодорожного моста через реку в Англии. Стефенсон ( сын изобретателя паровоза Дж. Стефенсона) применил слоистые конструкции, состоявшие из сравнительно тонкой обшивки из листов железа и заполнителя из дерева. [45]
Страницы: 1 2 3 4