Нисэх онгоцны далавчны гулзайлтын хэсгийн тооцоо. Далавчны аэродинамик шинж чанарыг тооцоолох. Профайлын тайлбар файл
Харамсалтай нь би "загвар өмсөгчдөд зориулсан" аэродинамикийн талаар ганц ч нийтлэл олж чадаагүй байна. Хэлэлцүүлэгт ч, өдрийн тэмдэглэлд ч, блогт ч, хаана ч энэ сэдвээр шаардлагатай "шахалт" байдаггүй. Ялангуяа эхлэгчдэд маш олон асуулт гарч ирдэг бөгөөд өөрсдийгөө "эхлэгч байхаа больсон" гэж үздэг хүмүүс онолыг судлахад төвөг учруулдаггүй. Гэхдээ бид үүнийг засах болно!)))
Би энэ сэдвийг хэт гүнзгийрүүлэхгүй гэдгээ шууд хэлье, эс тэгвээс энэ нь дор хаяж байх болно. шинжлэх ухааны ажил, ойлгомжгүй томьёотой! Түүгээр ч барахгүй "Рейнольдсын дугаар" гэх мэт үг хэллэгээр би чамайг айлгахгүй - хэрэв та сонирхож байвал үүнийг дуртай үедээ уншиж болно.
Тиймээс бид тохиролцсон - зөвхөн загвар өмсөгчдийн хувьд хамгийн хэрэгтэй зүйл.)))
Нисэж буй онгоцонд үйлчилж буй хүч.
Нислэгийн явцад онгоц олон агаарын хүчинд захирагддаг боловч тэдгээрийг бүгдийг нь таталцал, өргөлт, сэнсний түлхэлт, агаарын эсэргүүцэл (таралт) гэсэн дөрвөн үндсэн хүч гэж үзэж болно. Таталцлын хүч нь түлш зарцуулагдах тусам буурахаас бусад тохиолдолд тогтмол хэвээр байна. Өргөх нь онгоцны жинг эсэргүүцдэг бөгөөд урагшлах хөдөлгөөнд зарцуулсан энергийн хэмжээнээс хамааран жингээс их эсвэл бага байж болно. Сэнсний түлхэх хүчийг агаарын эсэргүүцлийн хүчээр (өөрөөр хэлбэл чирэх гэж нэрлэдэг) эсэргүүцдэг.
Шулуун ба хэвтээ нислэгийн үед эдгээр хүч нь харилцан тэнцвэртэй байдаг: сэнсний түлхэх хүч нь агаарын эсэргүүцлийн хүчтэй, өргөх хүч нь онгоцны жинтэй тэнцүү байна. Эдгээр дөрвөн үндсэн хүчний өөр харьцаа байхгүй бол шулуун ба хэвтээ нислэг хийх боломжгүй юм.
Эдгээр хүчний аливаа өөрчлөлт нь онгоцны нислэгийн төлөв байдалд нөлөөлнө. Хэрэв далавчнаас үүссэн өргөлтийг таталцлын хүчтэй харьцуулахад нэмэгдүүлсэн бол үр дүн нь онгоцыг дээш өргөх болно. Эсрэгээр, таталцлын эсрэг өргөх хүч буурах нь онгоцыг доошлуулах, өөрөөр хэлбэл өндрийг алдахад хүргэдэг.
Хэрэв хүчний тэнцвэрийг хадгалахгүй бол нисэх онгоц давамгайлах хүчний чиглэлд нислэгийн замыг нугалах болно.
Далавчны тухай.
Далавч дэлгэх- далавчны тэгш хэмийн хавтгайтай параллель ба түүний туйлын цэгүүдэд хүрэх онгоцны хоорондох зай. R.K. нь агаарын хөлгийн чухал геометрийн шинж чанар бөгөөд түүний аэродинамик болон нислэгийн гүйцэтгэлийн шинж чанарт нөлөөлдөг бөгөөд мөн агаарын хөлгийн ерөнхий хэмжээсийн нэг юм.
Далавчны өргөтгөл- далавчны уртыг түүний дундаж аэродинамик хөвчтэй харьцуулсан харьцаа. Тэгш өнцөгт бус далавчны хувьд харьцаа = (талбайн квадрат)/талбай. Хэрэв бид тэгш өнцөгт далавчийг үндэс болгон авбал томъёо нь илүү энгийн байх болно: харьцаа = span / chord. Тэдгээр. хэрэв далавч нь 10 метр урттай, хөвч = 1 метр бол харьцаа нь = 10 болно.
Талуудын харьцаа их байх тусам далавчны өдөөгдсөн таталцал бага байх бөгөөд энэ нь далавчны доод гадаргуугаас дээд хэсэгт агаарын урсгалын үзүүрээр дамжин оройн эргүүлэг үүсэхтэй холбоотой юм.Эхний ойролцоо тооцоололд бид ийм эргүүлгийн шинж чанар нь хөвчтэй тэнцүү бөгөөд далайц ихсэх тусам далавчны өргөнтэй харьцуулахад эргүүлэг багасч, багасдаг гэж бид үзэж болно. Мэдээжийн хэрэг, индуктив эсэргүүцэл бага байх тусам системийн ерөнхий эсэргүүцэл бага байх тусам аэродинамик чанар өндөр болно. Мэдээжийн хэрэг, дизайнерууд суналтыг аль болох том болгохыг эрмэлздэг. Эндээс асуудал эхэлдэг: өндөр харьцааг ашиглахын зэрэгцээ дизайнерууд далавчны хүч чадал, хөшүүн байдлыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болдог бөгөөд энэ нь далавчны массыг пропорциональ бус хэмжээгээр нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.
Аэродинамикийн үүднээс авч үзвэл хамгийн давуу тал нь хамгийн бага чирч, хамгийн их өргөлтийг бий болгох чадвартай далавч байх болно. Далавчны аэродинамикийн төгс байдлыг үнэлэхийн тулд далавчны аэродинамик чанарын тухай ойлголтыг нэвтрүүлсэн.
Далавчны аэродинамик чанардалавч дээрх өргөх ба чирэх харьцаа гэж нэрлэдэг.
Хамгийн сайн аэродинамик хэлбэр нь зууван хэлбэр боловч ийм далавчийг үйлдвэрлэхэд хэцүү байдаг тул ховор хэрэглэгддэг. Тэгш өнцөгт далавч нь аэродинамик талаасаа ашиг багатай боловч үйлдвэрлэхэд илүү хялбар байдаг. Трапец хэлбэрийн далавч нь тэгш өнцөгттэй харьцуулахад илүү сайн аэродинамик шинж чанартай боловч үйлдвэрлэхэд арай илүү төвөгтэй байдаг.
Шүүрсэн ба гурвалжин далавч нь дууны хурдтай үед трапец ба тэгш өнцөгт далавчнуудаас аэродинамикийн хувьд доогуур байдаг боловч трансоник болон хэт авианы хурдтай үед мэдэгдэхүйц давуу талтай байдаг. Тиймээс ийм далавчийг трансоник болон хэт авианы хурдаар нисдэг онгоцонд ашигладаг.
Зууван далавчТөлөвлөгөөний дагуу энэ нь хамгийн өндөр аэродинамик чанартай - хамгийн их өргөлттэй хамгийн бага чирэх. Харамсалтай нь дизайны нарийн төвөгтэй байдал, үйлдвэрлэх чадвар бага, лангууны шинж чанар муу зэргээс шалтгаалан ийм хэлбэрийн далавчийг ихэвчлэн ашигладаггүй. Гэсэн хэдий ч бусад хавтгай хэлбэрийн далавчны довтолгооны өндөр өнцгөөр татах хүчийг зууван далавчтай харьцуулахад үргэлж үнэлдэг. Хамгийн сайн жишээЭнэ төрлийн далавчийг Английн Spitfire сөнөөгч онгоц ашигладаг.
Далавч нь төлөвлөгөөний дагуу тэгш өнцөгт хэлбэртэй байнадовтолгооны өндөр өнцөгт хамгийн их таталттай байдаг. Гэсэн хэдий ч ийм жигүүр нь дүрмээр байдаг энгийн загвар, технологийн хувьд дэвшилтэт, маш сайн лангууны шинж чанартай.
Далавч нь төлөвлөгөөний дагуу трапец хэлбэртэй байнаАгаарын эсэргүүцлийн хэмжээ нь эллипстэй ойролцоо байна. Үйлдвэрлэлийн нисэх онгоцны загварт өргөн хэрэглэгддэг. Үйлдвэрлэлийн чадвар нь тэгш өнцөгт далавчтай харьцуулахад бага байдаг. Хүлээн зөвшөөрөгдсөн лангууны шинж чанарыг олж авахын тулд дизайны зарим өөрчлөлтийг хийх шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч трапец хэлбэрийн далавч, зөв дизайн нь далавчны хамгийн бага массыг баталгаажуулдаг бөгөөд бусад бүх зүйл тэнцүү байна. Эртний цуврал Bf-109 сөнөөгч онгоцууд шулуун үзүүртэй трапец хэлбэрийн далавчтай байв.
Далавч нь хосолсон төлөвлөгөөтэй.Дүрмээр бол төлөвлөгөөний ийм далавчны хэлбэр нь хэд хэдэн трапец хэлбэрээр үүсдэг. Ийм далавчны үр дүнтэй дизайн нь трапец хэлбэрийн далавчтай харьцуулахад олон тооны цохилтыг шаарддаг;
Далавч шүүрэх- онгоцны суурийн хавтгайд проекцоор жигүүрийн хэвийн хэмжээнээс онгоцны тэгш хэмийн тэнхлэг хүртэлх хазайлтын өнцөг. Энэ тохиолдолд сүүл рүү чиглэсэн чиглэлийг эерэг гэж үздэг, далавчны урд ирмэг, арын ирмэг ба дөрөвний хөвчний шугамын дагуу шүүрдэг.
Урагш чиглэсэн далавч (KSW)- сөрөг шүүрдэх далавч.
Давуу тал:
Нислэгийн бага хурдтай үед удирдах чадварыг сайжруулна.
-Нислэгийн бүх нөхцөлд аэродинамик үр ашгийг дээшлүүлнэ.
-Урагш чиглүүлсэн далавчтай зохион байгуулалт нь далавч болон урд хэвтээ сүүлний даралтын хуваарилалтыг оновчтой болгодог.
Алдаа:
-КОС нь тодорхой хурд, довтолгооны өнцөгт хүрэх үед аэродинамик дивергенцид (статик тогтвортой байдлын алдагдал) онцгой мэдрэмтгий байдаг.
-Бүтцийн хатуу байдлыг хангасан бүтцийн материал, технологийг шаарддаг.
Су-47 "Беркут" урагш шидэлттэй:
Чехословакийн LET L-13 планер нь урагш чиглэсэн далавчтай:
Энгийнээр хэлбэл, ачаалал бага байх тусам нислэгт шаардагдах хурд багасч, хөдөлгүүрийн хүч бага шаардагдана.
Далавчны дундаж аэродинамик хөвч (MAC)өгөгдсөн далавчтай ижил талбайтай, нийт аэродинамик хүчний хэмжээ, довтолгооны тэгш өнцөгт даралтын төвийн (CP) байрлалтай ийм тэгш өнцөгт далавчны хөвч гэж нэрлэдэг. Өөрөөр хэлбэл хөвч нь бие биенээсээ хамгийн алслагдсан профайлын хоёр цэгийг холбосон шулуун шугамын хэсэг юм.
Агаарын хөлөг тус бүрийн MAR-ийн хэмжээ, координатыг дизайны явцад тодорхойлж, техникийн тодорхойлолтод тусгасан болно.
Хэрэв тухайн агаарын хөлгийн MAR-ийн хэмжээ, байрлал тодорхойгүй бол тэдгээрийг тодорхойлж болно.
Тэгш өнцөгт төлөвлөгөөтэй далавчны хувьд MAR нь далавчны хөвчтэй тэнцүү байна.
Трапец хэлбэрийн далавчны хувьд MAR-ийг геометрийн хийцээр тодорхойлно.Үүнийг хийхийн тулд онгоцны далавчийг төлөвлөгөөнд (мөн тодорхой хэмжээгээр) зурдаг. Үндэс хөвчний үргэлжлэл дээр төгсгөлийн хөвчтэй тэнцэх хэмжээтэй сегментийг, төгсгөлийн хөвчний үргэлжлэлд (урагш) үндсэн хөвчтэй тэнцүү сегментийг тавьдаг. Сегментүүдийн төгсгөлүүд нь шулуун шугамаар холбогддог. Дараа нь далавчны дунд шугамыг зурж, үндэс ба төгсгөлийн хөвчний шулуун дунд цэгийг холбоно. Дундаж аэродинамик хөвч (MAC) нь эдгээр хоёр шугамын огтлолцлын цэгээр дамжин өнгөрөх болно.
Далавчны хөндлөн огтлолын хэлбэр далавчны профайл гэж нэрлэдэг. Далавчны профиль нь бүх нислэгийн горимд далавчны бүх аэродинамик шинж чанарт хүчтэй нөлөө үзүүлдэг. Үүний дагуу далавчны профайлыг сонгох нь чухал бөгөөд хариуцлагатай ажил юм. Гэсэн хэдий ч бидний цаг үед зөвхөн өөрөө хийдэг хүмүүс одоо байгаа далавчны профайлыг сонгох ажилд оролцдог.
Далавчны профиль нь бүрдүүлдэг гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм нисэх онгоцдалавч нь түүний салшгүй хэсэг хэвээр байгаа тул ялангуяа онгоц. Тодорхой тооны профайлын хослол нь бүхэл бүтэн далавчийг бүрдүүлдэг бөгөөд тэдгээр нь далавчны бүхэл бүтэн дагуу ялгаатай байж болно. Мөн онгоцны зорилго, хэрхэн нисэх нь тэдгээр нь юу байхаас хамаарна. Хэд хэдэн төрлийн профиль байдаг боловч хэлбэр нь үндсэндээ үргэлж нулимс хэлбэртэй байдаг. Нэг төрлийн хүчтэй сунасан хэвтээ уналт. Гэсэн хэдий ч дээд ба доод гадаргуугийн муруйлт нь ихэвчлэн төгс төгөлдөр байдлаас хол байдаг янз бүрийн төрөлөөр өөр, түүнчлэн профайлын зузаан нь өөрөө. Сонгодог нь доод тал нь хавтгайд ойрхон, дээд хэсэг нь тодорхой хуулийн дагуу гүдгэр хэлбэртэй байдаг. Энэ нь тэгш хэмт бус профиль гэж нэрлэгддэг, гэхдээ дээд ба доод тал нь ижил муруйлттай үед тэгш хэмтэй байдаг.
Аэродинамик профайлыг боловсруулах нь нисэхийн түүхийн эхэн үеэс хойш хийгдсэн бөгөөд өнөөг хүртэл энэ нь тусгайлсан байгууллагуудад хийгдэж байна. Орос дахь энэ төрлийн байгууллагуудын хамгийн тод төлөөлөгч бол ЦАГИ - Профессор Н.Е. Жуковский. Мөн АНУ-д ийм чиг үүргийг Лангли судалгааны төв (НАСА-гийн хэлтэс) гүйцэтгэдэг.
Төгсгөл үү?
Үргэлжлүүлэхээр......
МУРЖИЛТАЙ КОНТУРТ ДАЛАВЧНЫ ТООЦОО
Юрий Арзуманян (yuri_la)
Асуудлыг шийдэхээсээ өмнө үр дүнд нь юу хийхээ ойлгох хэрэгтэй.
Асуудлыг интеграл эсвэл бутархай гэсэн хоёр аргаар шийдэж болно. Үр дүн нь адилхан, гэхдээ бутархайтай бол илүү хялбар ...
Танилцуулга
Тооцооллын асуудал SARДалавчны (дундаж аэродинамик хөвч) нь нисэх онгоцны загвар зохион бүтээгчдийн практикт ихэвчлэн үүсдэг. ГОСТ 22833-77 байдаг бөгөөд үүнийг тодорхойлдог SARмөн түүнийг тооцоолох ерөнхий томъёог өгсөн болно. Үнэн бол ГОСТ энэ тодорхой томъёог яагаад ашигладаг, түүнийг хэрхэн яаж ашиглах талаар тайлбарлаагүй нь үнэн. Гэсэн хэдий ч дийлэнх тохиолдолд энгийн хэлбэртэй, шулуун ирмэгтэй, өөрөөр хэлбэл трапец хэлбэртэй, гурвалжин гэх мэт далавчийг авч үзэхэд математикт орох шаардлагагүй болно. Компьютер байхгүй үед SARтодорхойлсон график арга. гэх мэт арга зүйн гарын авлагаОнгоцны загвар зохион бүтээх хэсэг, дугуйлангийн ханан дээр байрлуулсан тусгай зурагт хуудас хүртэл ашигласан.
Цагаан будаа. 1. Боловсролын зурагт хуудасны гарын авлага
Одоо компьютер дээр суулгаж эсвэл онлайнаар ашиглах боломжтой энгийн загвар тооцоолуур (програмууд) байдаг. RC дээр - Нисэх жишээлбэл, боломжтой .
Гэсэн хэдий ч тооцоолох чадвар дутмаг SARмуруй контур бүхий далавч. Заримдаа энэ нь танд яг хэрэгтэй зүйл юм. Жишээлбэл, эхлэгчдэд алдартай "Луу" энэ тохиолдолд Wing Dragon 500) Урлагийн - Tech (Зураг 2). Түүний далавч нь эх хавирганы урд ирмэгийн дагуу бага зэрэг шүүрдэж, дараа нь үзүүр рүү дугуйрсан байдаг.
Цагаан будаа. 2. "Луу"
Магадгүй миний дурдсан энгийн загвар тооцоолууруудаас илүү ноцтой компьютерийн програмууд байдаг бөгөөд хэрэв компьютерт оруулсан далавчны контурын график дүрс (проекц) байгаа бол захын муруйлтыг тодорхойлох томъёо байхгүй байсан ч гэсэн ийм боломжийг олгодог. Хэрэв танд ийм контур байхгүй бол яах вэ? Та жигүүрийн тоймыг зурсаар байгаа бөгөөд өөр өөр хувилбаруудыг судлахыг хүсч байна уу?
Тиймээс энэ өгүүллийн зорилго нь зөвхөн тооцоолох эцсийн томъёог гаргахад ороогүй болно SARийм жигүүр, гэхдээ бас ерөнхий тооцооны алгоритмыг задлах. Өөрөөр хэлбэл, олж авсан үр дүнг ойлгохын тулд үүнийг ХЭРХЭН хийснийг харуулахыг хүссэн.
Би муруй контурыг ойртуулах боломжит аргуудын зөвхөн нэгийг санал болгож байна Bezier муруй, гэхдээ энэ арга нь цорын ганц боломжтой арга биш юм. Би оролдсон гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй өөр өөр аргууд. Ялангуяа тодорхой арга бол сплайн ойролцооллыг ашиглах, чадлын функцийг ашиглах гэх мэт. Эдгээр аргууд нь анхдагч өгөгдлийн тодорхой хослол бүхий далавчны контурыг хүчтэй гажуудуулсан, эсвэл төвөгтэй, тооцооллын төвөгтэй байдлаасаа болоод надад тохирохгүй байсан. Квадрат ашиглах арга Bezier муруй Дууссан загварыг хэмжих эсвэл өөрийн загвар зохион бүтээхдээ нисэх онгоцны загвар зохион бүтээгч байж болох нөхцөл, анхны өгөгдлийн багцын хувьд надад хамгийн тохиромжтой санагдсан. Энэ нь муруйн контурыг тодорхойлсон муруйн тэгшитгэл тодорхойгүй үед яг хэрэглэгдэх боломжтой гэдгийг би давтан хэлье. Магадгүй хэн нэгэн энэ нийтлэлийг уншсаны дараа санал болгож магадгүй юм хамгийн сайн аргаойролцоогоор, гэхдээ би одоохондоо тэнд зогслоо.
Бага зэрэг онол
Дундаж аэродинамик хөвчийг хөвч гэж үздэг тэнцүүанхныхтай ижил төстэй аэродинамик шинж чанартай тэгш өнцөгт далавч. Аэродинамик ба нислэгийн динамик дахь агаарын хөлгийн хүндийн төвийн (CG) байрлалыг ихэвчлэн хувь хэмжээгээр хэмждэг. SAR. Энэ нь төлөвлөгөөнд байгаа олон янзын далавчны хэлбэрээс холдож, үүнийг "нийтлэг хуваагч" болгон авчрах боломжийг олгоно. Эцэст нь хэлэхэд энэ нь практикийн хувьд зүгээр л тохиромжтой.
Тиймээс бид онгоцны далавчны тухай ярьж байгаа бөгөөд энэ нь далавчтай агаарын урсгалын харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг өргөх хүчийг бий болгох зорилготой юм. Энэхүү харилцан үйлчлэлийн мөн чанар нь маш нарийн төвөгтэй бөгөөд бид эндээс далавчны өргөх хүчийг бий болгох механизм руу орохгүй, учир нь бид бүтцийн бусад даацын элементүүдийг харгалзан үзэхгүй, гэхдээ олж авсан дүгнэлтүүд нь хамааралтай болно. өөр даацын онгоц руу. Зөвхөн дараахь зүйлийг анхаарч үзээрэй.
- Далавчны өргөх хүчийг түүний бүх гадаргуу бий болгодог, өөрөөр хэлбэл тийм юм тараасан, мөн цэгийн аэродинамик ачаалал биш;
- Энэ ачааллыг далавчны бүх гадаргуу дээр хуваарилах жигд бус, хөвчний дагуу болон зайны дагуу. Энэ нь далавчны хэлбэр, профиль (хавирганы хэлбэр), далавчны эргэлт, далавч-их биений хөндлөнгийн оролцоо, үзүүрийн эргүүлэг, гадаргуугийн тэгш бус байдал, нислэгийн хурд ба өндөр, довтолгооны өнцөг гэх мэт олон хүчин зүйлээс хамаарна. гэх мэт.
Үнэн хэрэгтээ, онолын хувьд жагсаасан бүх хүчин зүйлийг харгалзан үзэх нь бараг боломжгүй юм, ялангуяа дизайны үе шатанд, одоохондоо онгоц байхгүй үед. Гэсэн хэдий ч түүнээс хойш SARбайна нөхцөлтлавлагаа утгыг авч үзвэл зургийг гажуудуулж буй хүчин зүйлсийг бүхэлд нь хаяж, нэгийг нь хүлээн авахыг зөвлөж байна дэлхийн таамаглалдалавч нь яг л хавтгай бөгөөд аэродинамик ачаалал нь түүний бүх талбайд тархдаг жигд. Дараа нь тооцоо SAR-д боломжтой болдог аналитик хэлбэр, өөрөөр хэлбэл томъёог ашиглан.
Механикийн хувьд шаардлагатай тохиолдолд тархсан ачааллыг ачаалалтай гадаргуугийн тухайн цэгт хэрэглэсэн үр дүнгийн хүчээр сольж, цэгийн хүчний ийм үйлдэл нь биед ижил ачааллыг бий болгодог заншилтай байдаг. А SARЭнэхүү төсөөллийн үр дүнд бий болсон аэродинамик хүчийг далавч дээр байрлуулах газрыг тодорхойлохын тулд бидэнд энэ хэрэгтэй. Энэ газрыг олохын тулд бид далавчны (гар) тэгш хэмийн тэнхлэгээс түүнд хүрэх зайг тооцоолох хэрэгтэй. SAR), мөн үнэ цэнэ нь өөрөө SAR, энэ нь ижил тэгш өнцөгт далавчны хөвч бөгөөд даралтын төв (ижил үр дүн) нь хөвчний яг дунд байрладаг.
Энэ бол бидний хүрэх зүйл юм.
Тооцооллын арга
Дараах зурагт онгоцны урт тэнхлэгийн дагуух шулуун, хавтгай далавчны дүрсийг харуулав. Агаарын хөлгийн координатын систем дэх уртааш тэнхлэгийг тодорхойлсон X, босоо Y , ба хөндлөн (далавчны уртын дагуу) -З.
Тооцоолол хийхдээ онгоцонд үйлчилж буй бүх хүч, моментууд байна Сонгосон координатын системийн тэнхлэгүүд эсвэл жишиг хавтгай дээр төсөллөнө. Даалгаврын хувьд координатын системийг сонгосон. Манай тохиолдолд энэ нь хосолсон координатын систем юм. Суурийн хавтгай дээрх төсөөллийг доор авч үзэх болно, гэхдээ одоо бид үндсэн O хавтгайд байрлах энгийн хэлбэрийн далавчийг авч үзэх болно. XZ.
Цагаан будаа. 3. Далавч ачаалах
Баруун жигүүрийн консол нь эрчимтэй тархсан аэродинамик ачааллыг харуулж байнаq. Түүний хэмжээс нь хүч, талбай, өөрөөр хэлбэл даралтаар хуваагддаг. Зүүн талын консол нь ижил төвлөрсөн хүчийг харуулж байнаYk, энэ нь тэнхлэгээс хол зайд (гар) цэгт хэрэглэгддэг.Lcax. Ийм ачааллын эквивалентын үр дүнд далавч нь тэнцвэрт байдалд байна, өөрөөр хэлбэл X тэнхлэгийн (гарал үүсэл) моментуудын нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү байна.
Дараа нь тэгшитгэлийн зүүн талд мөчийг үржвэр болгон бичиж болноYkдээр Lcax, баруун талд - хязгааргүй жижиг энгийн талбайг авч, түүний талбайг үржүүлнэdSачааллын эрчим дээрq, ба энэ энгийн талбайгаас тэнхлэг хүртэлх зай, өөрөөр хэлбэл координатz. Ийм энгийн талбарууд хязгааргүй олон байх бөгөөд бүгдийг нэгтгэн дүгнэхгүйн тулд бид талбай дээр энгийн интеграл авах хэрэгтэй. Үнэн хэрэгтээ тодорхойлолтод энэ интеграл бичигдсэн байдаг SARдээр дурдсан ГОСТ-д.
Тиймээс тэнцвэрийн тэгшитгэлийг дараах байдлаар бичиж болно.
Гэхдээ түүнээс хойш YkЭнэ нь далавчны консолын бүх хэсгээс "цуглуулсан" хүч бөгөөд үүнийг аэродинамик ачааллын эрчмийг үржүүлэх замаар олж авах боломжтой.qконсолын бүх хэсэгтС. Дараа нь qтэгшитгэлийн зүүн ба баруун талд багасч, зөвхөн геометрийн параметрүүд л үлдэх болно.
Хариуд нь анхан шатны талбайн талбайdSМатематикийн уламжлал ёсоор функцийн утгатай тэнцүү өндөртэй хязгааргүй жижиг тэгш өнцөгтийн талбайг тооцоолж болно.x = е( z) координат дээр z, энэ тэгш өнцөгтийн суурийн уртаар үржүүлсэнdz. Тодорхой болгохын тулд үүнийг Зураг дээр үзүүлэв. 4.
Цагаан будаа. 4. Төлөвлөгөөний дагуу жигүүрийн консол
Дараа нь тэнцвэрийн тэгшитгэлийг дараах байдлаар дахин бичиж болно.
Энд Л- далавчны хагас зай.
Интеграл гэж нэрлэдэг талбайн статик момент. Энэ илэрхийлэлд бид тэгшитгэлийн хэлбэрийг мэдэхгүй байнаx = е( z) . Үүнээс гадна бид консолын талбайг мэдэхгүйС. Хэрэв далавчны контурыг шулуун шугамаар үүсгэсэн бол бид шулуун шугамын энгийн тэгшитгэлтэй байх бөгөөд талбайг энгийн геометрийн дүрс (трапец, гурвалжин, параллелограмм гэх мэт) -ийн талбайгаар тооцоолно. . Дараа нь интегралыг авах нь тийм ч хэцүү биш бөгөөд үүний дагуу хүссэн зүйлээ олж авах болноLcax. Эндээс дараагийн алхам нь хүссэн утгыг тооцоолох явдал юм SAR:
MAR =е( Lcax)
Тиймээс загвар тооцоолуур SARЭдгээр нь ашигласан томъёо юм. Дүгнэлтээ үргэлжлүүлэхийн өмнө би эдгээр томъёог энд нэн даруй танилцуулах болно, ингэснээр шаардлагатай бол танд бэлэн байх болно.
Лcax= L[(H + 2h)/(H + h)]/3
MAR =Х – ( Х – h) Lcax/ Л
Хэрэв далавчны контурыг тодорхойлсон аналитик томъёо нь мэдэгдэж байгаа бол ийм аргаар тооцоолох боломжтой болно. SARтөлөвлөгөөнд илүү төвөгтэй далавчны хувьд. Жишээлбэл, зууван далавчны хувьд ("ойролцоогоор" эллипс биш ердийн эллипс).
Эсвэл ойролцоогоор Л cax = 0,212 Л; SAR = 0,905 Х. Дашрамд хэлэхэд, Зураг дээр. 1, дээд эгнээний баруун талд, эллипс далавчийг харуулсан бөгөөд утгыг өгсөн болно. SAR. Зөвхөн тэнд ЛЭнэ бол далавчны өргөн бөгөөд энд үүнийг хагас өргөн гэж тодорхойлсон. Тиймээс үнэ цэнэ нь ижил байна. Хэрэв далавч нь тойрог бол орлуулах үед томъёонууд бас хүчинтэй байна H=L=R, Хаана Р- тойргийн радиус.
Гэхдээ бидний далавчны хэлбэрийг аналитик томъёогоор тайлбарлаагүй бөгөөд үүнийг хялбархан нэгтгэж болно. Ямар ч тохиолдолд энэ томъёоны хэлбэр нь бидэнд мэдэгддэггүй бөгөөд бид энэ контурыг дүрсэлсэн шаардлагатай тэгшитгэлийг сонгох хэрэгтэй.
Гаргах томъёо
Интеграл ба дифференциал тооцоог мэдэхгүй уншигчид энэ хэсгийг алгасаж болно.
Тиймээс, би Безье муруйг сонгосон бөгөөд квадрат Безье муруйн илэрхийлэл нь дараах байдлаар параметр хэлбэрээр бичигдсэн болно.
Энд т– интервалд хамаарах параметр
Үнэн хэрэгтээ хавтгай дээрх муруйг тодорхойлох параметрийн хэлбэрээр дээрх илэрхийлэл нь сонгосон координатын системийн өөрийн тэнхлэгт зориулагдсан хоёр тэгшитгэлийг нэгтгэдэг. Магадлал- муруйн лавлах цэгүүд - тэнхлэг бүрийн коэффициентийн утгыг нарийвчлан зааж өгөх бөгөөд үүнийг доороос харах болно.
Бидний эхлэл ба төгсгөлийн цэгүүд дараах координатуудтай байна.
Дунд цэгийн координатуудбидэнд мэдэгдээгүй бөгөөд тодорхойлогдох хэвээр байна. Лавлах цэгүүдийн координатын утгыг орлуулснаар бид хавтгай дээрх хоёр параметрийн тэгшитгэлийг олж авдаг.
Зөвхөн нэг үл мэдэгдэх цэг байгаа тул цаашдын тооцоололд бид индекс хэрэггүй болно. Тиймээс би тэднийг одоохондоо орхих болно.
Тэгэхээр та аль цэгийг үл мэдэгдэх гол цэг болгон сонгох ёстой вэ? Би үндэс ба төгсгөлийн хавирганы шүүрдэх өнцөг гэж таамаглаж байсанwТэгээд у(Зураг 4) бидэнд мэдэгдэж байгаа (жинхэнэ далавч дээр хэмжсэн), эсвэл далавч байхгүй бол бид өөрсдөө тохируулах болно. Дараа нь түүний координатууд нь эхлэл ба төгсгөлийн цэгүүдээс зурсан контурын шүргэгчийн огтлолцлын цэгийн координат болно (Зураг 5). Аль аль нь өнцгийг шүүрдэг гэдгийг анхаарна ууwТэгээд уэнд байгаа сөрөгутгууд, учир нь математикт цагийн зүүний эсрэг чиглэлийг өнцгийн эерэг чиглэл гэж үзэх нь заншилтай байдаг.
Цагаан будаа. 5. Дундын жишиг цэгийн координатыг тодорхойлох
Эдгээр координатуудын утгууд дараах байдалтай байна.
Гэсэн хэдий ч нэг зүйл бий хязгаарлалт. Хэрэв далавчны үзүүр нь огцом муруй ба өнцөгутэгээд ерэн градус ойртонотг( у) хязгааргүй рүү эргэх болно. Хачирхалтай нь, энэ тохиолдолд нөхцөл байдал илүү хялбар байдаг. Та зүгээр л тавих хэрэгтэйz = Л. Хоёр дахь томъёо өөрчлөгдөөгүй байна. Эгц муруй ирмэг бүхий далавчны ийм хэлбэрийг Зураг дээр үзүүлэв. 6.
Одоо бид интегралыг тооцоолохдоо үүссэн илэрхийлэлүүдийг ашиглаж болно. Гэсэн хэдий ч тэгшитгэлдLcaxдалавчны талбай бас тодорхойгүй байнаС, тиймээс та хоёр интегралыг тооцоолох хэрэгтэй болно: нэг нь талбайн хувьд, нөгөө нь статик моментийн хувьд. Параметр хэлбэрээр муруйг тодорхойлохдоо талбайн интегралыг дараах байдлаар бичнэ.
Энд
Ийм интегралыг тооцоолох нь ямар ч хүндрэл учруулахгүй; Үр дүнгийн томъёо:
Одоо бид олох хэрэгтэйLcax. Тооцоолох томъёо:
Дахин хэлэхэд олон гишүүнтийг үржүүлэх, интеграл авах урт ердийн журам. Би тооцооллыг орхигдуулсан, үр дүн нь:
Хүссэн хүмүүс намайг өөрсдөө давхар шалгаж болно.
Эгц дугуйрсан ирмэгийн хувьд энэ тохиолдолд арын хэсэг нь Зураг дээрх шиг. 6, өөрөөр хэлбэл хэзээz = Л, томъёог хялбаршуулсан.
Тиймээс, мөр SARбид олсон. Гэхдээ энэ утгыг тэнхлэгийн дагуу хэмждэгЗ. Тэгээд одоо би өөрөө олох хэрэгтэй байна SAR, энэ нь тэнхлэгийн дагуу хэмжигддэгX. Түүнээс хойш xпараметрийн тэгшитгэлээр өгөгдсөн бол бид параметрийн утгыг олох хэрэгтэйт, энэ нь тохирч байнаLcax. Орлуулах Lcax-ийн тэгшитгэлд оруулна z( т) , мөн үүнийг харьцангуй шийдвэрлэхт, бид дараах томъёог авна.
Одоо бид үнэхээр олдог SAR.
Асуудлыг шийдсэн! Үр дүнд хүрэхийн тулд бидэнд ердөө дөрвөн томьёо хэрэгтэй байсан. Түүгээр ч барахгүй тэдний нэг нь "өнгөрөхөд" бидэнд консолын талбайг өгсөн!
Тоон жишээ
Зураг дээрх шиг далавчаа авцгаая. 5. Үүний анхны өгөгдөл нь дараах байдалтай байна.
Хагас зай Л= 5 дм; үндэс хөвч Н= 3 дм; терминал хөвчh= 1 дм; үндэс хавирга дахь шүүрдэх өнцөгw= -3 градус; төгсгөлийн хавирга дахь шүүрдэх өнцөгу = -45 градус байна.
Шүргэгчийн огтлолцлын цэг нь гурав дахь лавлах цэгийн ижил координатыг өгдөгдалавчны урд ирмэгийг дүрсэлсэн муруйн параметрийн тэгшитгэлийн хувьд. Тооцооллын томъёонд индексийг орхигдуулсан гэдгийг сануулъя.
Манай тохиолдолд: dm;
dm.Lcax:
СКонсолын талбайг тооцоод үзье = 11.674 кв. dm; Lcax
= 2.162 дм.Тэгээд одоо үнэндээ CAX
= 2.604 дм SARАлбан тушаал
график дээр босоо шугамаар харуулав.
За, бид асуудлыг шийдсэн. Хамгийн гол нь бид интегралыг бутархай болгон бууруулсан... Харин бутархайн хувьд илүү хялбар!
Гэхдээ түүх үүгээр дуусахгүй. Хэрэв бид бас муруй арын ирмэгтэй бол яах вэ? Хэрэв түүний "муруй шугам" нь өөр байвал яах вэ? Зураг руу харна уу. 6.
Цагаан будаа. 6. Муруй урд болон арын ирмэг бүхий далавчны жишээЗмөн доор нь. Би чөлөөт хэлбэрийн далавчны контуртай ажиллах чадварыг харуулахын тулд хурц бөөрөнхий ирмэгийг зориудаар сонгосон.
Тиймээс, далавчны дээд (урд) хэсгийн хувьд бид юу хийхээ аль хэдийн мэддэг, доод (арын) хувьд бид ижил зүйлийг хийдэг. Онцлог шинж чанар нь зөвхөн түүний хувьд үнэт зүйл байх болноХТэгээд hнь сөрөг байх болно, учир нь тэдгээр нь x тэнхлэгийн доор байрладаг бөгөөд шүүрдэх өнцөг нь эерэг байна. Тиймээс бид тооцооллыг дахин шинэ утгуудаар хийж, далавчны доод хэсгийн параметрүүдийг авдаг. Гэхдээ сегментийн талбай сөрөг болж хувирна! Мэдээжийн хэрэг, энэ нь бодит байдал дээр тохиолдох боломжгүй, зүгээр л бид координатын тэнхлэгүүдийг "амжилтгүй" сонгосон. Консолын талбайг тооцоолохдоо энэ нөхцөл байдлыг харгалзан үзье.
Дараа нь юу хийх вэ? Бидэнд индекс оноох хоёр хэсэг бий В– дээд талд (урд) болон n- доод (арын) хувьд. Тэмдгийг харгалзан консолын нийт талбайг тооцноСтэнцүү байна:
Бидэнд бас бий Lcax. Одоо бид тооцоолох хэрэгтэйLcaxДараах томъёог ашиглан бүх консолын хувьд.
Дараа нь дээд хэсгийн хувьд:
Үүний дагуу доод хэсэгт:
Энд дахин координат байнасөрөг болж хувирна. Тиймээс, эцэст нь SARтомъёогоор тооцоолно:
Жишээ
Дээрх жишээг (Зураг 6) консолын доод хэсгийн анхны утгуудын дараах утгуудаар үргэлжлүүлье. Дээд хэсэг нь өөрчлөгдөөгүй.
Үндэс хөвч Н= -3 дм; терминал хөвчh= 0 дм
Үндэс хавирга дээр шүүрдэх өнцөгw= 0 градус; эцэст ньу = 90 градус.
Бид авах:
Тэгээд эцэст нь:
SAR= 5.591 дм
Зураг дээр. 6 үзүүлэв SARконсолын дээд ба доод хэсгүүдийн хувьд. Үүний үр дүнд SARЭнэ 2-той ойрхон, зурган дээр нийлэх учраас үзүүлээгүй. Бүх тооцоог хийх нь тохиромжтой Excel нэн даруй контурын графикийг байгуулна. Энэ нь таны контурыг хүссэнтэй ижил төстэй эсэхийг тодорхой харуулах бөгөөд хэрэв шаардлагатай бол тооцоололд алдаа гарах болно.
Дүгнэлт
Замдаа бид гэдгийг анхаарна уу зарчмын хувьдТооцооллын асуудлыг шийдсэн SARолон хэсэгтэй далавчны хувьд. Эцсийн эцэст, далавчийг хэсэг болгон хуваах нь олон хэсэгтэй далавчны аналог бөгөөд жишээлбэл, төв хэсэг, консол эсвэл үзүүрийн контур огцом өөрчлөгддөг. Зөвхөн хэсгүүдийн уулзвар дахь муруйн холболтын өнцөг өөр байх болно. Далавчны хэсгүүд нь хөвчний дагуу биш, харин зайны дагуу байрладаг бол тооцоонд бусад боломжууд байдаг.
Дараа нь, хэрэв таны далавч хөндлөн байвал үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэйВ , зөвхөн нэг далавчны хагархай байгаа бол (Зураг 1-ийн зурагт хуудасны дээд далавчны тохиргоо), тооцоо хийх үед дээр дурдсан томъёонууд хүчинтэй хэвээр байна. SAR. Хэрэв далавч нь хоёр ба түүнээс дээш хазайлттай бол (зураг 1 дээрх далавчны доод тохиргоо), дараа нь тооцоолохдоо SARБид жигүүрийн суурь хавтгайд чиглэсэн төсөөлөл рүү шилжих хэрэгтэй болно.
Гэхдээ энэ бүхний талаар өөр нэг удаа...
0ОХУ-ын Боловсрол, шинжлэх ухааны яам
FGAOU VPO SUSU (NRU)
Политехникийн дээд сургууль
Агаарын сансрын факультет
Нисэх онгоцны тэнхим
СЕМЕСТРИЙН АЖИЛ
сэдвээр "Бүтцийн бат бөх байдал" хичээлээр
Нисэх онгоцны далавчны хүчийг тооцоолох
Удирдагч
Овчинников А.М.
____________________ "___"___________2017 Бүтээлийн зохиогч
P-424 бүлгийн оюутан
Иванов С.В.
____________________
«
»
2017 он
Бүтээлийг үнэлгээгээр хамгаална
____________________ «
»
2017 он
Челябинск, 2017 он
Тэмдэглэл
Иванов М.В. Нисэх онгоцны далавчны бат бэхийн бүтцийг зохион бүтээх: "Бүтцийн бат бөх байдал" хичээлийн семестрийн ажил - Челябинск: SUSU, 2017 - 25 х., 19 өвчин, 2 лавлагаа.
Уг ажил нь онгоцны далавчны бат бэхийн дизайны тооцоог хийсэн. Бүтэцэд нөлөөлж буй ачааллыг тооцоолж, дотоод хүчний хүчин зүйлийг тодорхойлно: зүсэх хүч, гулзайлтын момент, эргүүлэх момент.
Зохион бүтээсэн далавчны баталгаажуулалтын тооцоог Ansys програм хангамжийн багцад хийсэн.
Анхны өгөгдөл. 2
- Дизайн тооцоо.. 3
1.1 Ачааллын тодорхойлолт. 3
1.2 Далавчны бүтцийн дизайны схем. 7
- Спар жигүүрийн хэсгийг сонгох.. 8
2.1 Бүрээсийн сонголт. 8
2.2 Доод самбарын стрингерийг сонгох. 9
2.3 Тогтвортой байдлын хувьд далавчны бат бэхийн элементүүдийн тооцоо. 10
2.4 Дээд самбарын хажуугийн элементийн бүсийг сонгох. 12
2.5 Доод далавчны хавтанг шахаж байгаа эсэхийг шалгах. 13
2.6 Хажуугийн хэсгүүдийн ханын зузааныг сонгох. 14
- Тооцооллыг шалгах.. 16
Анхны өгөгдөл
Энэ ажилд нисэх онгоцны далавчны хүчийг бэхжүүлэх дизайны тооцоог хийж, дараа нь Ansys хязгаарлагдмал элементийн багцыг ашиглан хүчний багцын баталгаажуулалтын тооцоог хийхийг санал болгож байна.
Тооцооллын хувьд дараах анхны өгөгдлийг хүлээн авна.
1) далавчны урт
2) эх ирмэгийн хөвч
3) далавчны үзүүрийн хөвч
4) Нисэх онгоцны жин
5) Хөдөлгүүрийн жин
7) Далавчны үзүүрээс хөдөлгүүрийн угсралтын координатууд:
8) онгоц аялалын хурдаар хөдөлж байна;
9) арьсны материал, туузан бүс, шон хана, бэхэлгээ - хөнгөн цагаан хайлш AMg6: суналтын уян хатан модуль
10) ЦАГИ-734 аэродинамик профиль.
Зураг 1. ЦАГИ-734 жигүүрийн профиль.
1. Зураг төслийн тооцоо
1.1 Ачааллын тодорхойлолт
Тархсан өргөх хүч нь нислэгийн үед далавч болон далавчны тархсан жинд нөлөөлдөг мба нэгжийн төвлөрсөн массын хүч - хөдөлгүүрийн жин
8 [м] урттай далавч нь тус бүр нь [м] урттай 30 хэсэгт хуваагддаг. Хуваалтыг Зураг 2-т үзүүлэв.
Далавчны хэсгүүдийн өргөх хүч ба зүсэх хүчийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
Дөрвөлжин би- далавчны хэсэг; - сонгосон профайлын хувьд өргөх коэффициент = 0.528; - агаарын нягтрал
Мэдэгдэж байгаагаар гулзайлтын моментийг зүсэх хүчээр дараах байдлаар тодорхойлно.
Бид тоон трапецын аргыг ашиглан зүсэлтийн хүчийг тооцоолохтой ижил аргаар интеграцийг гүйцэтгэнэ. Δξi далавчны хэсгийн хувьд бид гулзайлтын моментийн өсөлтийг тодорхойлно.
Далавчны ирмэгээс ΔMi-ийн өсөлтийн хуримтлагдсан нийлбэрийг нэгтгэн бид тухайн хэсгийн гулзайлтын моментийг олж авна.
Эргэлтийн хүчийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
Хүснэгт 1-д тооцоолсон утгыг харуулав.
Хүснэгт 1.
Хүснэгт 1-ийн өгөгдөл дээр үндэслэн бид зүсэлтийн хүч ба моментуудын өөрчлөлтийн графикийг байгуулна.
Зураг 2. Далавчны уртын дагуу өргөлтийн өөрчлөлт.
Зураг 3. Далавчны уртын дагуу зүсэх хүчний өөрчлөлт.
Зураг 4. Далавчны уртын дагуу гулзайлтын моментийн өөрчлөлт
Зураг 5. Далавчны уртын дагуу эргүүлэх моментийн өөрчлөлт
1.2 Далавчны бүтцийн дизайны схем
Далавчны хүчийг хуваарилахдаа дараахь зөвлөмжийг дагаж мөрдөнө.
1) урд талын шөрмөс нь хэсгийн хуруунаас хол зайд, арын салаа нь далавчны хэсгийн хөвч хаана байрладаг;
2) зэргэлдээх стрингүүдийн хоорондох зай нь жигүүрийн далавчны хувьд 120...300 мм;
3) жигүүрийн хавирганы хоорондох зайг ихэвчлэн 200 ... 300 мм гэж авдаг.
Далавчны сүүл хэсгийг цаашид авч үзэхгүй, учир нь энэ нь далавчинд үйлчилдэг хүчний гол хүчин зүйлсийг ойлгоход бараг оролцдоггүй, нислэгийн үед аэродинамик даралтын нэлээд бага хэсгийг авдаг бөгөөд дүрмээр бол: жигүүрийн механикжуулалтын ажил эрхэлдэг. Зарим онгоцны загварт сүүлний хэсэг нь зөгийн сархинагаас бэхлэгдсэн байдаг. Энэ ажилд сүүлний хэсэг нь арын шонгийн ард байрлах нэг уяачаар бэхлэгддэг.
Эрчим хүчний багцын зорилгыг Зураг 7-д үзүүлэв.
Зураг 6. Далавчны цахилгаан хэрэгслийн зориулалт.
2. Спар жигүүрийн хэсгийн сонголт
Тооцоолсон гулзайлтын момент M гулзайлтыг зөвхөн далавчны завсрын хэсгээр хүлээн авна гэж таамаглаж байна. Загварын хувьд доод далавчны хавтан нь хурцадмал байдалд, дээд самбар нь шахалтын үед ажилладаг. Самбарын суналтын (эсвэл шахалтын) хүч нь:
Энд N нь хос хэвийн хүчний мөр юм
энд μ = 0.95 нь шонгийн бүслүүрийн хүндийн төвүүдийн хоорондох зай нь шөрмөсний нийт өндрөөс хэр бага байгааг харуулсан коэффициент; H1 ба H2 нь хажуугийн гишүүдийн нийт өндөр юм. H1 нь далавчны хэсгийн хамгийн өндөр шпорын өндрийг хэлнэ.
2.1 Бүрээсийн сонголт
Бид арьсны хамгийн бага шаардагдах зузааныг томьёоны дагуу далавчийг мушгих үед зүслэгийн дор ажиллах нөхцлөөс тооцдог.
Энд Ω нь далавчны хэсгийн гадна талын контур ба арын шонгийн хананд (сүүлний хэсэггүйгээр) хучигдсан талбайгаас хоёр дахин их байна. - бүрээсийн эвдрэлийн зүсэлтийн ачаалал. Хөнгөн цагаан хуудасны төрөл бүрийн бүрээсний шаардагдах зузааныг үндэслэн бид хамгийн ойрын стандарт зузааныг сонгоно. Арьсны хамгийн бага зузаан нь:
1.4.2 Доод самбарын хажуугийн туузны сонголт.
Шаардлагатай хамгийн бага талбай хөндлөн огтлолэхний шпорыг томъёогоор олно
Хаана руу= 0.7...0.8 - хажуугийн элементийн туузан дээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн N хэвийн хүчний эзлэх хувийг тодорхойлох коэффициент; - сунгасан туузны материалын эвдрэх стресс.
Хоёр дахь спарын хувьд бид дараахь зүйлийг хүлээн авна.
Шаардлагатай талбайн дээр үндэслэн бид хамгийн ойрын стандарт шахмал профайлыг том талбайтай, . Бид PR 101 ба PR 111 профайлыг сонгодог - булангийн хэсэг, тэнцүү фланц биш (ГОСТ 13738 - 91);
Зураг 7. PR 101 профайл.
Эхний спаранд PR101-47 профайлыг сонгосон.
2.2 Доод самбарын стрингерийг сонгох.
Бид тэдгээрийн хоорондох санал болгож буй зайн хязгаарт үндэслэн стрингүүдийн тоог m-ээр тогтоодог. Бид жигүүрийн жигүүрийн завсрын хэсэгт уяаг жигд байрлуулж, тэдгээрийн хоорондох бодит зайг олно
энд B - далавчны завсрын хэсгийн өргөн; m нь дээд (доод) далавчны самбар дахь уяаны тоо юм.
Бид хажуугийн туузан дээрх хэвийн хүчийг тооцоолно
мөн бүрхүүлд
бууруулах коэффициент хаана байна.
Үлдсэн суналтын хүчийг стрингчид шингээнэ. Шаардлагатай хамгийн бага стрингер талбайг томъёогоор тооцоолно
Томъёо нь туузан тууз, арьс ба оосорны хурцадмал байдлын үед эвдрэх стрессийг тус тус харуулав.
Шаардлагатай хэмжээн дээр үндэслэн бид тухайн бүсэд хамгийн ойр байгаа стандарт профайлыг сонгоно. Бид 100 өнцгийн хэсгийн PR профайлыг сонгоно, ижил фланц (ГОСТ 13737-90);
Зураг 8. Профайл PR 100 (ГОСТ 13737-90).
Шаардлагатай нөхцлийг PR100-53 профайлаар хангана.
2.3 Тогтвортой байдлын хувьд далавчны бат бэхийн элементүүдийн тооцоо.
Бүрээсний тогтвортой байдал нь түүний бие даасан хэсгүүдийн гүйцэтгэлээс хамаарна. Арьсны өргөн ба урттай хэсгийг (а нь хавирганы хоорондох зай) хавтгай хавтан гэж үздэг бөгөөд энэ нь бүхэл бүтэн контурын дагуу уяаг, хавирга дээр байрладаг (Зураг D.1).
Зураг 9. Далавчны хавтангийн фрагмент.
Стригерийн багцын чиглэлд шахагдсан хавтангийн эгзэгтэй хүчдэлийг томъёогоор тодорхойлно
Энд k нь лангууны дагуу хавтангийн бэхэлгээний шинж чанарыг харгалзан үзсэн коэффициент юм. a ≥ коэффициент k = 4 байх үед.
Стрингер
Орон нутгийн уналтын тооцоо
Би өргөн, δi зузаантай хавтан гэж тооцогдох i-р бэхэлгээний фланц (Зураг D1)-ийн орон нутгийн эгзэгтэй ачааллыг дараах томъёогоор тодорхойлно.
Энд k = 0.46 нь урт хажуугийн дагуу нэг чөлөөт ирмэгтэй бэхэлгээний фланцын коэффициент;
Материалын уян хатан байдлын засварыг танилцуулъя.
Тогтвортой байдлын ерөнхий алдагдлыг тооцоолох
Стрингерийн тогтворжилтын нийт алдагдлын эгзэгтэй стрессийг томъёогоор тодорхойлно
Энд м- төгсгөлд бэхэлгээний шинж чанараас хамаарах коэффициент (далавчинд уяаны бэхэлгээг төгсгөлд нь шүргэх хэлбэрээр авах нь заншилтай байдаг бөгөөд үүнд m = 2 байна); F, Ix- уяачийн хүндийн төвөөр дамжин өнгөрч буй х тэнхлэгтэй харьцуулахад ба арьстай параллель уяаны хөндлөн огтлолын талбай ба инерцийн момент (ойролцоогоор хийцийн тооцоогоор); a нь хавирганы хоорондох зай юм.
Материалын уян хатан чанарыг засах
Стрингерийн эгзэгтэй уналтын хүч нь хоёр хүчдэлийн хамгийн багатай тэнцүү байна
2.4 Дээд самбарын хажуугийн элементийн бүсийг сонгох
Дээд шахсан самбарт уяаны багц ба бүрээсийг доод суналттай ижилхэн авна. Дараа нь шахагдсан бүсийг тооцоолохдоо хажуугийн гишүүн бүсийг сонгох хүртэл бууруулна. Бид шахалтын үед арьсны бууралтын коэффициентийг тооцоолно
Стрингер ба түүнд бэхлэгдсэн бүрхүүлийн үр дүнтэй хэсгийг тодорхойлно
Хажуугийн гишүүдийн хөвчний шаардлагатай хөндлөн огтлолын талбайг томъёог ашиглан тооцоолно
Энд σcr нь хамгийн өндөр шонгийн туузны орон нутгийн уналтын эгзэгтэй стресс юм. Энэ утгыг эхлээд дараах хязгаарт тохируулах ёстой.
Тооцоолсон талбайн дээр үндэслэн бид стандарт профайлыг сонгоно
Шаардлагатай талбай дээр үндэслэн бид том талбай бүхий хамгийн ойрын стандарт шахмал профайлыг сонгоно. Бид PR 101 ба PR 111 профайлыг сонгодог - булангийн хэсэг, тэнцүү фланц биш (ГОСТ 13738 - 91);
Зураг 10. PR 101 профайл.
Эхний спарын хувьд PR111-40 профайлыг сонгосон.
2.5 Доод далавчны хавтанг шахаж байгаа эсэхийг шалгах
Доод талын самбарын эхний ба хоёр дахь хэсгийн хөвчүүдийн эгзэгтэй ачааллыг томъёогоор тодорхойлно.
Дизайн А тохиолдолд суналтын горимд ажиллахаар сонгосон доод далавчны хавтан нь дизайн D тохиолдолд шахалтаар ажиллах болно. Иймд D тохиолдолд түүний тогтвортой байдлыг шалгах шаардлагатай:
Дизайн D тохиолдолд самбар дахь тэнхлэгийн хүч.
2.6 Хажуугийн хэсгүүдийн ханын зузааныг сонгох.
Загварын тооцоонд зүсэлтийн хүчийг зөвхөн хажуугийн хэсгүүдэд шингээдэг гэсэн таамаглалыг гаргасан. Шатны хооронд энэ нь гулзайлтын хөшүүн чанараас хамаарч дахин хуваарилагддаг бөгөөд далавч нь конус хэлбэртэй бол голчлон хана, хэсэгчлэн туузаар мэдрэгддэг. Дараа нь тооцооллын томъёонууд дараах хэлбэртэй байна.
А тохиолдолд хүчний хүчин зүйлийн тооцоолсон сүйтгэгч утгууд хаана ба байна; - хажуугийн хэсгүүдийн хананд мэдрэгдэх зүсэх хүчний хэсэг; - эхний булангийн хананд мэдрэгдэх зүсэх хүч; - хоёр дахь шонгийн хананд мэдрэгдэх зүсэх хүч; Н= 0.5(Н1 + Н2) - зураг төслийн хэсгийн хажуугийн гишүүдийн дундаж өндөр; - хажуугийн хэсгүүдийн нэгдэх өнцөг (радианаар)
Хажуугийн хэсгүүдийн ханан дахь тангенциал хүчдэл нь эвдэх утгаас хэтрэхгүй байх ёстой. Энэ нөхцлөөс бид эхний болон хоёр дахь шөрмөсний хананы шаардагдах хамгийн бага зузааныг тооцоолно
Бид хамгийн ойрын стандарт утгуудыг сонгодог ба. Тооцооллын явцад арын ханын хана нь арьснаас нимгэн бол энэ хана нь эргүүлэх хүчийг хүлээн авдаг контурт багтсан тул үүнийг хүлээн зөвшөөрөх хэрэгтэй. .
3. Баталгаажуулах тооцоо
Гүйцэтгэсэн дизайны тооцоонд үндэслэн цахилгаан иж бүрдэл бүхий далавчны бүтцийн 3D загварыг барьсан (Зураг 11).
Зураг 11. Хүчний багц бүхий далавчны бүтцийн 3D загвар.
Баталгаажуулалтын тооцоог Ansys хязгаарлагдмал элементийн багцад хийдэг. Бүтэц нь статик даралтаар бат бөх эсэхийг шалгадаг бөгөөд статик тооцоонд тооцоолсон ачаалал дээр үндэслэн тогтвортой байдлын туршилтыг хийдэг.
Далавчны заасан хэсэгт даралтын төвд дараахь зүйлийг хэрэглэнэ: зүсэх хүч, гулзайлтын хүч, эргэлт.
Бат бөх бүтэц, бүрээсийг Shell 181 бүрхүүлийн элементүүдээр хүлээн авдаг бөгөөд гадаргуу тус бүрийг зохих зузаантай болгодог.
Өмнө нь заасан координатуудыг ашиглан төвлөрсөн массын элементүүдийг үүсгэсэн (элемент Масс 21). Эдгээр элементүүд нь хажуугийн гишүүдийн доод хөвчтэй харгалзах зангилаатай хатуу холбогддог (Rigid Region). Эдгээр элементүүд нь нэгж (хөдөлгүүр) -ийн төвлөрсөн хүчд нийцдэг.
Далавч нь үндсэн төгсгөлд бүх чиглэлд (All DOF) туйлын хатуу бэхлэгдсэн гэж үздэг.
Зураг 12-т төвлөрсөн хүч ба тогтмол талтай төгсгөлөг элементийн загварыг үзүүлэв.
Зураг 12. Тооцооллын төгсгөлөг элементийн загвар.
Зураг нь стрессийн тооцооллын үр дүнг харуулж байна (Зангилааны шийдэл).
Зураг 13. Суналтын үндсэн хүчдэлийн хуваарилалт.
Зураг 14. Үндсэн шахалтын хүчдэлийн хуваарилалт.
Харьцуулахын тулд тооцооллыг энд оруулав (Элементийн шийдэл)
Зураг 15. Суналтын үндсэн хүчдэлийн хуваарилалт.
Зураг 16. Үндсэн шахалтын хүчдэлийн хуваарилалт.
Зураг 17. Эквивалент хүчдэлийн хуваарилалт.
Дараа нь уналтын тооцоог (Eigen Buckling) тооцоолсон стрессийн өмнөх нөлөөллийг (Pre-Stress Effects) харгалзан гүйцэтгэсэн. Энэ тооцоонд бүтцийн уналтын эхний 5 горимыг тооцоолсон.
Бүх тооцоолсон гулзайлтын хэлбэрүүд нь далавчны сүүлний хэсгийн сунгасан бүсэд байрладаг бөгөөд үүссэн долгионы тоогоор бие биенээсээ ялгаатай байдаг. Бууралтын эхний хэлбэрийг 18-р зурагт, тав дахь хэлбэрийг 19-р зурагт үзүүлэв.
Зураг 18. Уналтын эхний хэлбэр.
Зураг 19. Тавдугаар хэлбэрийн гулзайлтын хэлбэр.
Ийм тогтвортой байдал алдагдах нь далавч нь нислэгийн чиглэлд буцаж шилжсэнээс болж арьсанд тангенциал стресс үүсч, ийм долгион үүсэхэд хүргэдэг. Үүнээс гадна, энэ тооцоонд арын далавчны арьсанд ямар ч арматур байхгүй байна.
Далавчны бат бэхийн багц ба тооцоолсон хүчдэлийн геометрийн шинж чанар.
Бүрээсийн зузаан: ;
Stringers: Profile PR 100 өнцгийн хэсэг, тэнцүү фланц (ГОСТ 13737-90);
Зураг 20. Профайл PR 100 (ГОСТ 13737-90).
Профайл PR100-53.
Хоёрдахь шпорын хувьд PR111-38 профайлыг сонгосон.
Хоёрдахь шпорын хувьд PR101-47 профайлыг сонгосон.
Баталгаажуулалтын тооцооны тоон үр дүн:
Туршилтын тооцоолол нь төлөвлөсөн бүтэц нь ажиллах боломжгүй болохыг харуулсан, учир нь:
1) сонгосон материалын суналтын бат бэхээс их хүчдэлийн хүчдэл үүсдэг.
2) арьсны тогтвортой байдал алдагдах (18, 19-р зургийг үз).
Баталгаажуулалтын тооцоонд үндэслэн дизайныг өөрчлөх дараах зөвлөмжийг боловсруулсан болно.
1) хананы зузаан, богино урттай булангийн профайлыг сонгохдоо цахилгааны даацын элементүүдийн талбайг нэмэгдүүлэх шаардлагатай.
2) Хажуугийн хэсгүүдийн ханын зузааныг нэмэгдүүлэх.
3) баталгаажуулалтын тооцоонд сүүлний хэсгийн арматурыг (зөгийн сархинаг дүүргэгч хэлбэрээр гүйцэтгэдэг, түүнчлэн далавчны механикжуулалтын эрчим хүчний элементүүдийг) харгалзан үзэх шаардлагатай;
4) төгсгөлийн элементийн шинжилгээ хийхдээ агаарын хавтангийн дагуух даралтын хуваарилалтын диаграммыг харгалзан үзэх шаардлагатай (тооцоолохдоо далавчны доод хэсэгт тогтмол даралтыг тооцно).
Дүгнэлт: Гарын авлагын тооцоололд харилцан үйлчлэлийг тооцоогүйн улмаас гар аргаар тооцоолсон үр дүн нь Ansys хязгаарлагдмал элементийн багц дахь тооцоотой тохирохгүй байна. бүрэлдэхүүн хэсгүүдбат бэхийн иж бүрдэл ба тууз, хана гэх мэт хүчдэлийг тусад нь тооцсон. Баталгаажуулалтын тооцоолол нь хамгийн их ачаалал нь хөвч ба хажуугийн хэсгүүдийн хананы уулзвар дээр үүсдэг болохыг харуулсан.
Ашигласан уран зохиолын жагсаалт
1) Тарасов, Ю.Л., Лавров, Б.А. Агаарын хөлгийн бүтцийн элементүүдийн бат бэхийн тооцоо [Текст] / Ю.Л. Тарасов, Б.А. Лавров - Самара, Самара улсын сансар судлалын их сургууль, 2000 - 112 х.
2) Мехеда, В.А. Шүүрдэггүй далавчны хүч элементүүдийн хөндлөн огтлолын сонголт [Текст] / В.А. Мехеда - Самара, Самара улсын сансар судлалын их сургууль, 2008 - 48 х.
Татаж авах: Та манай серверээс файл татаж авах эрхгүй.
1. Онгоцны загвар сонгох
МиГ-3 онгоцыг анхны загвараар сонгосон.
Зураг 1 Ерөнхий үзэл бодолМиг-3 онгоц
1.1 МиГ-3 далавчны KSS-ийн тодорхойлолт
Далавч нь гурван хэсгээс бүрдсэн: бүхэл бүтэн металл төв хэсэг, хоёр модон консол.
Далавч нь 14-8% зузаантай Clark YH профильтэй байв. Далавчны шүүрэлтийн хэмжээ +1 градус, хөндлөн V нь МиГ-1 дээр 5 °, МиГ-3 дээр 6 ° байна. Далавчны харьцаа 5.97.
Бүх металлын (дюралюминий) төв хэсэг нь үндсэн жийргэвч, хоёр туслах салаа, арван хавирга зэргээс бүрдсэн бүтэцтэй байв. Үндсэн жийргэвч нь арматурын профиль бүхий 2 мм зузаантай дуралюминий хана, 30ХГСА гангаар хийсэн фланцтай байв. Хөндлөн огтлолын хувьд шп нь I-цацраг байв. Туслах салаа нь ижил төстэй загвартай байсан. Төв хэсгийн дээд хэсгийн арьсыг таван уяагаар бэхэлсэн. Бүх бүтэц нь таваар холбогдсон байв. Урд болон хажуугийн гол хэсгүүдийн хооронд дугуйны нүхнүүд байв. Дугуйны нуман хаалганы хавирга бэхлэгдсэн байна. Үндсэн ба арын хэсгүүдийн хооронд тус бүр нь 150 литрийн багтаамжтай хоёр түлшний сав бүхий тасалгаанууд байсан (I-200 прототип дээр савнууд нь 75 литр байсан). Танкнууд нь AMN хайлшаар хийгдсэн бөгөөд эхний цувралаас бусад нь өөрөө битүүмжлэх ханатай байв. Танкны доорхи төв хэсгийн арьсыг салгаж, бэхэлсэн профильээр бэхэлсэн. Самбарыг зургаан миллиметрийн боолтоор бэхэлсэн. Төв хэсэг ба их биений хүрээ хоорондын холболтыг салгах боломжтой байсан нь тээврийн хэрэгслийн засварыг хялбаршуулсан.
Далавчны консолууд нь модон байв. Тэдгээрийн загвар нь үндсэн шөрмөс, хоёр туслах салаа, 15 хавиргатай байв. Гол жийргэвч нь хайрцаг хэлбэртэй байсан бөгөөд төв хэсэг нь долоон давхаргатай, төгсгөл нь 4 мм зузаантай нарс фанераар хийсэн таван давхаргатай байв. 14-15 мм-ийн өргөнтэй тавиуруудыг гурвалжин модоор хийсэн. Төв хэсэгт байрлах шөрмөсний өргөн нь 115 мм, төгсгөлд нь 75 мм байна.
Хайрцаг хэлбэрийн туслах салаа нь 2.5-аас 4 мм-ийн зузаантай хус фанераар хийсэн ханатай байв. Хүрээг далавчны арьстай холбохын тулд казеин цавуу, шураг, хадаас ашигласан. Далавчны урд ирмэгийг хэсэгчлэн зузаан фанераар хучсан бөгөөд эхний ба зургаа дахь хавирганы хооронд эрэгний дотор талын хүрээтэй бэхлэгдсэн дуралюминий хавтангаар хийсэн бүрээстэй байв. Гаднаас нь харахад далавчийг бүхэлд нь саравчтай, өнгөгүй лакаар бүрсэн байв. Хожим нь цувралын нисэх онгоцууд урд ирмэг дээр бэхлэгдсэн металл хавтангуудтай байв.
Модон консолуудын доод талд зэвсэг өлгөх бэхэлгээний цэгүүд, үйлчилгээний нүх, олон тооны ус зайлуулах суваг байв.
Консолуудыг төв хэсэгт гурван цэгт холбосон бөгөөд тус бүр дээр нэг байна. Холболтыг хөнгөн цагаан хуудасны туузаар хаасан.
Schrenk төрлийн хавтас нь дөрвөн хэсгээс бүрдсэн: хоёр нь төв хэсгийн доор, хоёр нь консолын доор. Бүх металл хавчуурууд нь хавирганы уулзвар дээр хөндлөн арматуртай, нэг утастай байв. Хавтасны бүх элементүүдийг таваар холбосон. Хавтаснууд нь арын шонтой нугастай байв. Хавхлагуудыг хийн хөтөчөөр удирдаж, 18 градус ба 50 градусын хоёр тогтмол байрлалыг хангасан. Хавтасны талбай нь 2.09 м² байв.
Аэродинамик нөхөн олговор бүхий шарсан махны төрлийн ailerons. Даавуун бүрээстэй металл хүрээ (ACT-100 даавуу). Элерон бүр гурван цэгт бэхлэгдсэн нийтлэг тэнхлэг дээрх хоёр хэсгээс бүрдсэн байв. Энэхүү тусгаарлалт нь хэт их ачааллын улмаас далавч нь хэв гажилтанд орсон тохиолдолд элеронуудын ажиллагааг хөнгөвчилсөн. Зүүн эйрон дээр ган тэнцвэржүүлэгч байсан. Элеронууд дээшээ 23 градус, доошоо 18 градусаар хазайсан. Нийт талбай ailerons нь 1,145 м² байв.
онгоцны далавчны цахилгаан хэлхээ
2. Онгоцны геометрийн болон массын шинж чанарыг тодорхойлох
Далавчны ачааллыг NAGRUZ.exe програмыг ашиглан тооцоолох тул онгоцны геометр, жингийн талаархи зарим мэдээлэл хэрэгтэй болно.
Урт: 8.25 м
Далавчны өргөн: 10.2 м
Өндөр: 3.325 м
Далавчны талбай: 17.44 м²
Далавчны танилцуулга: Кларк Ю.Х
Далавчны харьцаа: 5.97
Хоосон жин: 2699 кг
Хөөрөх хэвийн жин: 3355 кг
· Далавчин дор пулемёттой: 3510 кг
Дотоод савны түлшний жин: 463 кг
Шатахууны савны хэмжээ: 640 л
Цахилгаан станц: 1 × шингэн хөргөлттэй AM-35A
Хөдөлгүүрийн хүч: 1 × 1350 л. -тай. (1 × 993 кВт (хөөрөх))
Сэнс: гурван иртэй VISH-22E
Шургийн диаметр: 3 м
Үндэс хөвч [2.380м]
Төгсгөлийн хөвч
Далавч дэлгэх
Аюулгүй байдлын хүчин зүйл
Үйл ажиллагааны хэт ачаалал
Далавчны дөрөвний хөвчийн шугамын дагуу шүүрдэх өнцөг
Үндэс хэсэг дэх профилын харьцангуй зузаан
Төгсгөлийн хэсэг дэх профайлын харьцангуй зузаан
Далавчны жин
Далавч дахь түлшний савны тоо
Түлшний хувийн жин
Хөвчний савны эхлэлийн харьцангуй координатууд
Танкны төгсгөлийн хөвчүүдийн харьцангуй координатууд
Танкны анхны хөвчүүд
Танкны төгсгөлийн хөвч
Нөхцөлт тэнхлэгээс төвийн шугам хүртэлх зай. далавчны үндэс ба төгсгөлийн хэсгүүдэд түлш [1.13м; 0.898 м]
Нэгжийн тоо
Нэгжийн харьцангуй координат
Нөхцөлт тэнхлэгээс хүндийн төв хүртэлх зай. нэгж
Нөхцөлт тэнхлэгээс төвийн шугам хүртэлх зай. далавчны үндэс ба төгсгөлд [0.714м; 0.731м]
Нөхцөлт тэнхлэгээс төвийн шугам хүртэлх зай. далавчны үндэс ба төгсгөлд
Нөхцөлт тэнхлэгээс төвийн шугам хүртэлх зай. далавчны үндэс ба төгсгөлд
Нэгж жин
Харьцангуй далавчны эргэлтийн 11 утга:
Далавчны жин нь онгоцны хуурай жингийн 15 орчим хувь буюу 0.404 тонн юм.
Ашиглалтын хэт ачаалал ба аюулгүй байдлын хүчин зүйлийг хуваарилах
Шаардлагатай маневрлах чадвараас хамааран бүх онгоцыг гурван ангилалд хуваадаг.
B ангилал - голчлон хэвтээ хавтгайд маневр хийдэг хязгаарлагдмал маневр бүхий нисэх онгоц ( 
).
B ангилал - ямар ч хурц маневр хийдэггүй маневр хийх чадваргүй нисэх онгоц ( 
).
Сөнөөгчид А ангилалд багтдаг тул бид үйл ажиллагааны хэт ачааллыг сонгодог
Хөөрөх, буух механикжуулалтыг татан буулгасан агаарын хөлгийг маневрлах үед ашиглалтын хамгийн их ачааллыг дараахь томъёогоор тодорхойлно.
Аюулгүй байдлын коэффициент f нь ачааллын үргэлжлэх хугацаа, ашиглалтын явцад давтагдах чадвараас хамааран 1.5-аас 2.0 хүртэл байна. Бид үүнийг 1.5-тай тэнцүү авдаг.
4. Далавч дээр ажиллах ачааллыг тодорхойлох
Далавчны бүтцийг эвдэх ачаалал дээр үндэслэн тооцоолно
G нь онгоцны хөөрөх жин юм.
Аюулгүй байдлын хүчин зүйл.
1 Аэродинамик ачааллыг тодорхойлох
Аэродинамик ачааллыг далавчны өргөний дагуу харьцангуй эргэлтийн өөрчлөлтийн дагуу хуваарилдаг (коэффициентийг тооцоолохдоо их бие, хөдөлгүүрийн үүрний нөлөөллийг үл тоомсорлож болно). Шинж чанараас (суналт, шовгор, төвийн хэсгийн урт гэх мэт) утгыг хүснэгтээс (4.1.1) авна.
Хүснэгт 4.1 Цусны эргэлт
Трапец хэлбэрийн далавчны хэсгүүдийн дагуух эргэлтийн тархалт
Шүүрсэн далавчны хувьд 
12 хэсэгт тооцсон q aer-ийн хуваарилагдсан ачааллын диаграмм дээр үндэслэн Q aer-ийн диаграммыг дараалан байгуулав. болон M aer. . Мэдэгдэж буй дифференциал хамаарлыг ашиглан бид олдог
аэродинамик ачааллын улмаас далавчны зүсэлтийн хүч хаана байна;
далавчны хэсэг дэх аэродинамик ачааллын момент хаана байна.
Интеграцчлалыг трапецын аргыг ашиглан тоон хэлбэрээр гүйцэтгэдэг (Зураг 3). Тооцооллын үр дүнд тулгуурлан гулзайлтын момент ба зүсэх хүчний диаграммыг байгуулна.
2 Масс ба инерцийн хүчний тодорхойлолт
4.2.1 Далавчны бүтцийн өөрийн жингээс тархсан хүчийг тодорхойлох
Далавчны өргөний дагуух массын хүчний хуваарилалтыг бага зэрэг алдаатай, аэродинамик ачаалалтай пропорциональ гэж үзэж болно.
эсвэл хөвчтэй пропорциональ
энд b нь хөвч юм.
Шугаман массын ачааллыг ихэвчлэн хөлийн хуруунаас хөвчний 40-50% -д байрладаг хэсгүүдийн хүндийн төвүүдийн шугамын дагуу гүйцэтгэдэг. Аэродинамик хүчинтэй зүйрлэснээр Qcr тодорхойлогдоно. болон M cr. . Тооцооллын үр дүнд үндэслэн диаграммуудыг байгуулна.
2.2 Түлшний савны жингээс тархсан массын хүчийг тодорхойлох
Түлшний савнаас тархсан шугаман массын ачаалал
хаана γ - тодорхой таталцалтүлш;
B нь савны хана болох шонгийн хоорондох зай юм.
Хэсэг дэх харьцангуй профилын зузаан:
2.3 Төвлөрсөн хүчнээс диаграмм байгуулах
Далавчинд байрлах ба далавчинд бэхлэгдсэн ачааны нэгж ба ачааллын төвлөрсөн инерцийн хүчийг тэдгээрийн хүндийн төвүүдэд хэрэглэж, аэродинамик хүчний зэрэгцээ чиглүүлнэ. Дизайн төвлөрсөн ачаалал
Үр дүнг Q comp диаграмм хэлбэрээр үзүүлэв. болон M comp. . Далавч руу чиглэсэн бүх хүчнээс Q Σ ба M xΣ-ийн нийт диаграммыг тэдгээрийн тэмдгүүдийг харгалзан байгуулав.
4.3 Уламжлалт тэнхлэгтэй харьцуулахад ажиллах моментуудын тооцоо
3.1 Аэродинамик хүчнээс тодорхойлох
Аэродинамик хүч нь даралтын төвүүдийн шугамын дагуу ажилладаг бөгөөд тэдгээрийн байрлал нь мэдэгдэж байна. Төлөвлөгөөний дагуу далавчаа зурсны дараа бид даралтын төвүүдийн шугам дээрх ΔQ aer i байрлалыг тэмдэглэж, зургийг ашиглан h aer i-г тодорхойлно (Зураг 3).
мөн диаграммыг бүтээх.
3.2 Жигүүрийн тархсан массын хүчийг тодорхойлох (ба)
Далавчны өргөний дагуу тархсан массын хүч нь түүний бүтцийн хүндийн төвүүдийн шугамын дагуу ажилладаг (3-р зургийг үз).
хоёр зэргэлдээ хэсгийн хоорондох жигүүрийн хэсгийн жингээс тооцсон төвлөрсөн хүч хаана байна;
Тэнхлэгт хүч хэрэглэх цэгээс мөрөн.
Утгыг ижил аргаар тооцдог. Тооцооллын дагуу диаграммууд болон баригдсан.
3.3 Төвлөрсөн хүчнээс тодорхойлох
нэгж буюу ачаа тус бүрийн тооцоолсон жин хаана байна;
Нэгж буюу ачаа тус бүрийн хүндийн төвөөс тэнхлэг хүртэлх зай.
Тооцооллын дараа далавч дээр ажиллаж буй бүх хүчний нийт мөчийг тодорхойлж, диаграммыг байгуулна.
4.4 Далавчны өгөгдсөн хэсгийн дизайны үнэ цэнийг тодорхойлох
Тодорхойлохын тулд дараахь зүйлийг хийнэ.
хөшүүн байдлын төвийн ойролцоо байрлалыг олох (Зураг 4)
i-р эгнээний өндөр хаана байна;
Сонгосон туйлаас А-аас i-р шонгийн хана хүртэлх зай;
m нь шөрмөсний тоо юм.
Уламжлалт Z тэнхлэгтэй параллель ба хатуу байдлын төвийн ойролцоо байрлалыг дайран өнгөрөх Z тэнхлэгийн моментийг тооцоол.
шүүрсэн далавчны хувьд дараах томъёог ашиглан шүүрдэх залруулга хийнэ (Зураг 5).
5. Далавчны бүтэц-хүчний диаграммыг сонгох, дизайны хэсгийн параметрүүдийг сонгох
1 Далавчны бүтэц, хүч чадлын схемийг сонгох
Тооцоолохын тулд кессон бүтцийн хоёр спор далавчийг ашигладаг.
2 Далавчны дизайны хэсгийн профайлыг сонгох
Загварын хэсгийн профилын харьцангуй зузааныг (4) томъёогоор тодорхойлно. авч үзэж буй агаарын хөлгийн төрөлд тохирсон зузаантай профайлыг сонгож, 3-р хүснэгтийг сонгосон профилийг график цаасан дээр (1:10, 1:25) масштабаар зурна. Шаардлагатай зузаантай профайлыг лавлах номонд оруулаагүй бол лавлах номноос хамгийн ойрын зузаантай профайлыг авч, бүх өгөгдлийг томъёогоор дахин тооцоолж болно.
энд y нь ординатын тооцоолсон утга;
Хүснэгтийн ординатын утга;
Далавчны профилын харьцангуй зузааныг хүснэгтийн утга.
Шүүрсэн далавчны хувьд томьёог ашиглан шүүрдэх залруулга хийх хэрэгтэй
Хүснэгт 5.1 Профайлын координатууд хэвийн бөгөөд шүүрэлтийн засварыг харгалзан Мэдээллийг дахин тооцоолох үр дүн:
|
Хэт ягаан туяаны хүснэгт, % |
Хүснэгтгүй, % |
||||
5.3 Хэсгийн параметрүүдийг сонгох
3.1 Далавчны самбарт үйлчлэх хэвийн хүчийг тодорхойлох
Хавсаргасан арьстай шөрмөсний фланц ба утаснууд нь гулзайлтын мөчийг шингээдэг. Самбарыг ачаалах хүчийг дараах илэрхийллээр тодорхойлж болно.
F - далавчны хөндлөн огтлолын талбай, гадна талын шонгоор хязгаарлагддаг;
B нь хажуугийн гадна талын элементүүдийн хоорондох зай (Зураг 7).
Сунгасан хавтангийн хувьд N хүчийг нэмэх тэмдгээр, шахсан хавтангийн хувьд хасах тэмдгээр авна.
Статистикийн мэдээлэлд үндэслэн тооцоололд фланцын хажуугийн хэсгүүдэд хүлээн зөвшөөрөгдсөн хүчийг харгалзан үзэх шаардлагатай. 
, ,
.
a, b, g коэффициентүүдийн утгыг 4-р хүснэгтэд өгсөн бөгөөд далавчны төрлөөс хамаарна.
Хүснэгт 5.2
Тооцооллын хувьд бид кессон далавчийг ашиглана.
3.2 Бүрээсний зузааныг тодорхойлох
Суналтын бүсийн хувьд бүрээсийн зузаан d-ийг бат бэхийн 4-р онолын дагуу тодорхойлно
бүрээсийн материалын суналтын бат бэх хаана байна;
g - коэффициент, утгыг хүснэгт 5.2-т өгсөн болно
Шахсан бүсийн хувьд арьсны зузааныг тэнцүү хэмжээгээр авна 
.
3.3 Уяа ба хавирганы налууг тодорхойлох
Утас ба хавирганы давирхайг далавчны гадаргуу нь хүлээн зөвшөөрөгдөөгүй долгионтой байхаар сонгосон.
Арьсны хазайлтыг тооцоолохын тулд бид үүнийг утас, хавиргаар чөлөөтэй бэхэлсэн гэж үздэг (Зураг 10). Хамгийн их хазайлтын утгыг авч үзэж буй хавтангийн төвд олж авна.
Цилиндр хэлбэрийн арьсны хөшүүн байдал.
d коэффициентүүдийн утгыг -аас хамааран авна. Ерөнхийдөө энэ харьцаа 3. d=0.01223 байна.
Утас ба хавирганы хоорондох зайг ийм байдлаар сонгох хэрэгтэй
Шахсан самбар дахь стрингерийн тоо
шахагдсан хавтангийн арьсны нумын урт хаана байна.
Сунгасан самбар дахь уяачдын тоог 20% -иар багасгах хэрэгтэй. Дээр дурдсанчлан хавирганы хоорондох зай нь .
Гэхдээ бүтцийг хэт ачаалахгүйн тулд бид хавирганы зайг 450 мм-тэй тэнцүү болгоно.
3.4 Утасны хөндлөн огтлолын талбайг тодорхойлох
Шахсан бүс дэх стрингерийн хөндлөн огтлолын талбай нь эхний ойролцоо
шахагдсан бүс дэх стрингерүүдийн эгзэгтэй хүчдэл хаана байна (эхний ойролцоо).
Сунгасан бүс дэх утаснуудын хөндлөн огтлолын талбай
бэхэлгээний материалын суналтын бат бэх хаана байна.
Боломжтой жагсаалтаас булангийн булангийн стандарт профиль нь 3.533 см 2 хөндлөн огтлолтой талбайд тохиромжтой.
3.5 Хажуугийн хэсгүүдийн хөндлөн огтлолын талбайг тодорхойлох
Хажуугийн гишүүдийн фланцын талбай нь шахсан бүсэд байна
F HP =17.82 см 2
Энд σ cr.l-na нь спор фланцын тогтвортой байдал алдагдах үеийн эгзэгтэй хүчдэл юм. σ cr. l-na 0.8 σ B
Хоёр далавчны фланцын талбайг нөхцлөөс олж болно
Ф л.сж.2 =12.57 см 2 Ф л.сж.2 =5.25 см 2
Хүчдэлийн бүс дэх шпорын талбай
F l.rast. =15.01 см 2
F l.d.1 =10.58 см 2 F l.d.2 =4.42 см 2
3.6 Хажуугийн хэсгүүдийн ханын зузааныг тодорхойлох
Хажуугийн хэсгүүдийн хананд зүсэх хүчийг бүхэлд нь хүлээн авдаг гэж бид таамаглаж байна
i-р талын хананд мэдрэгдэх хүч хаана байна.
Далавчны хананы зүсэлтээс тогтворжилт алдагдах эгзэгтэй хүчдэл хаана байна (Зураг 9). Тооцооллын хувьд хананы бүх дөрвөн талыг зүгээр л тулгуурласан гэж үзэх хэрэгтэй.
Хаана 
6. Гулзайлтын далавчны хэсгийн тооцоо
Гулзайлтын далавчны хэсгийг тооцоолохын тулд далавчны дизайны хэсгийн профайлыг зурж, түүн дээр дугаарласан оосор ба салаа байрлуулсан байна (Зураг 10). Стрингуудыг профайлын хамар, сүүлний хэсэгт шөрмөсний хоорондох зайнаас илүү том зайтай байрлуулна. Гулзайлтын далавчны хэсгийг тооцоолохдоо багасгах коэффициент ба дараалсан ойролцоо тооцооллын аргыг ашиглан гүйцэтгэнэ.
1 Эхний ойролцоо тооцоог тооцоолох журам
Хавсаргасан арьстай тууш хавирганы (утас, хажуугийн хэсгүүд) багассан хөндлөн огтлолын хэмжээг эхний ойролцоо байдлаар тодорхойлно.
i-р хавирганы бодит хөндлөн огтлолын талбай хаана байна; - арьсны хавсарсан хэсэг ( 
- сунгасан хавтангийн хувьд, 
- шахсан хавтангийн хувьд); - эхний ойролцоолсон бууралтын коэффициент.
Хэрэв шөрмөс ба бэхэлгээний фланцын материал өөр бол уян харимхай модулийн хувьд бууруулах коэффициентээр нэг материал болгон бууруулна.
i-р элементийн материалын модуль хаана байна; - бүтэц нь багассан материалын модуль (дүрмээр бол энэ нь хамгийн их ачаалалтай спорын туузны материал юм). Дараа нь
Хажуугийн элементүүд ба уяаны янз бүрийн материалын хувьд (6.1) томъёонд орлуулагдана.
Бид дур мэдэн сонгосон x ба y тэнхлэгүүдтэй харьцуулахад профилын уртааш элементүүдийн хэсгүүдийн координат ба хүндийн төвүүдийг тодорхойлж, элементүүдийн статик моментуудыг тооцоолно.
Эхний ойролцоо хэсгийн хүндийн төвийн координатыг бид томъёог ашиглан тодорхойлно.
Олдсон хүндийн төвөөр дамжуулан бид тэнхлэгүүдийг зурж (хэсгийн хөвчтэй параллель тэнхлэгийг сонгоход тохиромжтой) шинэ тэнхлэгтэй харьцуулахад хэсгийн бүх элементүүдийн хүндийн төвүүдийн координатыг тодорхойлно
Нугасны орон нутгийн хэлбэрийг тооцоолохын тулд стрингерийн чөлөөт фланцын уналтыг гурван талдаа нугастай бэхэлсэн хавтан гэж үзнэ (Зураг 12). Зураг дээр. 12-ыг зааж өгсөн: a - хавирганы давирхай; b 1 - стрингерийн чөлөөт фланцын өндөр (Зураг 11). Харгалзан үзэж буй хавтангийн хувьд асимптотик томъёог (6.8) ашиглан тооцоолно
Энд k σ нь хавтанг ачаалах, дэмжих нөхцлөөс хамаарах коэффициент;
d c - стрингийн чөлөөт фланцын зузаан.
Хэлэлцэж буй хэргийн хувьд
Бууруулах үр дүнд олж авсан бодит хүчдэлтэй харьцуулахын тулд ерөнхий болон орон нутгийн уналтын тооцооноос олдсон бага хэмжээний стрессийг сонгоно.
Бууруулах явцад дараахь зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй: хэрвээ шахалтын фланц дахь хүчдэл нь аль нэг ойролцоолсон үзүүлэлтээр эвдэх хүчнээс их буюу тэнцүү байвал далавчны бүтэц ажиллах боломжгүй болно. дизайны ачааллыг тэсвэрлэхийн тулд түүнийг бэхжүүлэх шаардлагатай.
Лавлагаа
1. Г.И. Житомирскийн "Нисэх онгоцны дизайн". Москвагийн механик инженерчлэл 2005 он
Нислэгийн үед далавч нь далавчны өөрийн бүтэц, түүнд байрлуулсан түлшний жингээс аэродинамикийн тархсан ачаалал ба массын хүчээр ачаалагддаг.
Аэродинамик ачааллыг параболиктэй ойролцоо хуулийн дагуу далавчны дагуу хуваарилдаг. Хялбарчлахын тулд трапецын хуулиар сольж үзье (Зураг 2.2). Хэрэв бид ийм таамаглалыг хүлээн зөвшөөрвөл ХАМТ y нь далавчны уртын дагуу тогтмол, дараа нь аэродинамик хүчний өөрчлөлтийн хууль q az нь жигүүр хөвчтэй пропорциональ байна б z:
Хаана Ю- далавчнаас үүссэн өргөх хүч;
С k нь хагас далавчны даацын талбай бөгөөд тэнцүү байна Ск = С - б 0ге = 61;
г f - их биений диаметр;
б 0 - эх хавирганы хөвч;
б z - одоогийн хөвчний утга.
Одоогийн жигүүр хөвчний утга bzСанал болгож буй томъёогоор тооцоолъё:
Хаана б k - хавирганы төгсгөлийн хөвч;
Төв хэсэггүй хагас далавчны урт нь тэнцүү байна;
(3.11) тэгшитгэлийг (3.10) орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.
Түлш нь далавч дээр жигд тархсан гэж бид таамаглаж байна, дараа нь далавчны массын хүчнээс (өөрийн жин ба түлш) хуваарилагдсан ачаалал нь түүний далайцын дагуу өөрчлөгддөг, мөн хөвчтэй пропорциональ байна. б z:
Хаана м k нь хагас жигүүрийн бүтцийн масс, тэнцүү мк = мк м vzl = 1890;
м T нь түлшний масс, тэнцүү байна мТ = 0.85м Tmax = 3570 ;
g нь чөлөөт уналтын хурдатгал, тэнцүү g = 9,81.
Цагаан будаа.
Тархсан аэродинамикийг тооцоолъё q азболон массын ачаалал q krzэцэст нь далавчны үндэс хэсэг ба (жишээлбэл) ailerons хэсэгт:
1) Далавчны төгсгөлд тархсан ачааллын тооцоо, i.e. цагт Z= 0:
2) Үндэс хэсэг дэх тархсан ачааллын тооцоо, i.e. цагт Z== 13,23:
3) Хөдөлгүүр + явах эд анги дахь тархсан ачааллын тооцоо, өөрөөр хэлбэл. цагт Z=l 1 =1,17
5665.94-2142.07=3523.87Н/м
Цагаан будаа. 2.3. Далавчны хэсэгт эргүүлэх момент үүсэх схем
Тиймээс тархсан аэродинамикаас шугаман эргэлт qаз ба массын жигүүрийн хүчнүүд q krz тэнцүү байна:
Нм/м (3.15)
Бид ижил төстэй зүйлсийг танилцуулж, бид дараахь зүйлийг авна.
Нм/м (3.16)
Ихэвчлэн далавчны түлш нь далавчны урд хэсэгт байрладаг тул c.m. түлш с.м-тэй давхцаж байна. далавч Энэхүү таамаглалыг харгалзан үзвэл (3.15) томъёо дараах байдалтай байна.
Нм/м (3.17)
Мэдэгдэж буй хэмжигдэхүүнүүдийг (3.17) томъёонд орлуулъя, бид дараахь зүйлийг авна.
Нм/м (3.18)
Одоо далавчны үзүүр, үндэс хэсэг, элероны талбайн эргэлтийг тооцоолъё.
1) Далавчны үзүүр дэх эргүүлэх хүчийг тооцоолох, өөрөөр хэлбэл. цагт Z= 0:
2) Далавчны үндэс дэх эргэлтийн хүчийг тооцоолох, i.e. цагт Z= 13,23:
3) Хөдөлгүүр + явах эд анги дахь эргэлтийн хүчийг тооцоолох, өөрөөр хэлбэл. цагт Z= 1,17:
Аэродинамик ба массын хүчнээс тархсан хүчнээс гадна момент нь хөдөлгүүрийн массаас төвлөрсөн хүчээр үүсдэг. Асуудлын нөхцлөөс хамааран хөдөлгүүрүүдийн түлхэх хүч, урвуу хүч нь тэгтэй тэнцүү тул төвлөрсөн момент нь зөвхөн далавч дээр суурилуулсан хөдөлгүүрийн массаас үүсэх хүчээр л бий болно. .
Цагаан будаа.
Энэ нь тэнцүү байгааг зурагнаас харж болно (хасах тэмдэг нь тухайн мөчийг эсрэг чиглэлд, цагийн зүүний эсрэг чиглүүлсэн гэсэн үг юм):
(Нм), (3.19)
массын төвөөс зай хаана байна. хөдөлгүүр нь c.f. далавч
Хөдөлгүүрүүд нь төвийн шингэнээс өөр өөр зайд байдаг. жигүүр, дараа нь тэд өөр өөр мөчүүдийг бий болгоно. Мэдэгдэж буй өгөгдөл дээр үндэслэн бид дараахь зүйлийг олно.
