Как рассчитать распределение нагрузки по двум подкосам?

[L-13]

Скажите, пожалуйста! Имеем двух лонжеронное крыло с двумя подкосами, Рассчитываем натяжение подкоса для случая если бы крыло было одноподкосным.Тут все просто. Получаем определенную цифру в кг. Вопрос! Как распределить эти кг. между подкосами если крыло имеет 2 подкоса. Сколько процентов этих кг. возьмет передний подкос и сколько задний подкос. Для справки стоит задача посчитать запас прочности на подкосных узлах крыла Piper3Cub.

 

[m-r Gray]

В первом приближении, распределяем нагрузку между лонжеронами обратно пропорционально расстоянию до ц.т. эпюры распределения нагрузки по хорде (крыло прямоугольное - задача упрощается). Причем для переднего лонжерона расчетный случай - А, а для заднего случай В (так называются по новому ЕМНИП - в общем выход из пикирования и полет на максимальной скорости в неспокойном воздухе соответственно). Далее лонжероны считаются, как двухопорные балки. Для подкосов  - расчетными будут симметричные отрицательные расчетные случаи.
А еще лучше взять Астахова "Справочная книга по расчету с-та на прочность" - в сети есть. Там такая схема крыла описана. 

 

[erisky]

Считать надо не на растяжение,а на продольную устойчивость при сжатии!!!Нагрузку,грубо можно брать: 70% передний подкос,40% задний-запас карман не тянет!

 

[L-13]

Что значит на продольную устойчивость при сжатии? Эта фраза мне не понятна для данной задачи. :-/

 

[L-13]

Тут наверное центр давления нужно знать. И относительно него эпюры по хорде строить. А где он этот центр давления? это уже задача аэродинамическая.

 

[erisky]

Продольная устойчивость-нагрузка идёт вдоль оси подкоса.На растяжение сечение подкоса будет мало,а при сжатии подкос может согнуться и сломаться.Чтобы ентого не случилось и расчитываю на продольную устойчивость!
А искать ЦД-задача математическая. 😉

 

[m-r Gray]

Тут наверное центр давления нужно знать. И относительно него эпюры по хорде строить. А где он этот центр давления? это уже задача аэродинамическая.

Опять же в первом приближении. Профиль крыла известен, берем его характеристики, смотрим зависимость положения ц.д. от угла атаки. Распределяем воздушную нагрузку по закону трапеции, так, чтоб ц.т. эпюры был в требуемом месте - вот и распределение нагрузки.
Работа сжатых стержней на устойчивость - это уже классический сопромат - "учите матчасть ох и спрашивают!"

 

[Rafis]

делите нагрузку между лонжеронами по правилу рычага, далее считаете отдельно передний лонжерон с подкосом, отдельно задний лонжерон с подкосом.
для того чтобы поделить нагрузку, как уже сказали, надо знать положение центра давления.
Для заднего лонжерона и подкоса критическими случаями должны быть случаи максимального скоростного напора - это случаи D и E, по FAR/JAR-овской терминологи (А' и D' по советской)

 

[lexa_]

Я для пайпера в рассчетах брал 40% задний 80% передний
На сжатие подкос работает только при отрицательных перегрузках, которые в нормальных условиях эксплуатации пайпера недопустимы-двигатель заглохнет.

Вообще,  согласно норм летной годности JAR-VLA (пункт 337 подпункт а максимально допустимые перегрузки для самолетов следует принимать не менее nэ=+3,8 -1,5)

Тут я описывал методику, как я определял нагрузки, правда, на примере не J3, но принцип тот же
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1251471752/97#97

При рассчете подкоса на сжатие, берем получившееся у нас усилие на  растяжение, делим на 3,8 и умножаем на 1,5 Получаем величину около 1,5-2 тс

После этого либо считаем подкос на потерю устойчивости по формулам, рассчетную длинну принимаем длинну большего усвободного частка (от узла крепления подкоса до точки крепления контрподкоса)  (правда, для формы подкоса, зачастую трудно найти величину радиуса инерции)
Поэтому можно сделать проще-взять отрезок профиля подкоса и сжать требуемой силой-если не сложится-все ОК
(если сложится-тоже не велика беда)

 

[m-r Gray]

делите нагрузку между лонжеронами по правилу рычага, далее считаете отдельно передний лонжерон с подкосом, отдельно задний лонжерон с подкосом.
для того чтобы поделить нагрузку, как уже сказали, надо знать положение центра давления.
Для заднего лонжерона и подкоса критическими случаями должны быть случаи максимального скоростного напора - это случаи D и E, по FAR/JAR-овской терминологи (А' и D' по советской)

Спасибо, поправили с названиями случаев.

 

[L-13]

Спасибо!  🙂Я знаю как считать на сжатие. Вот поэтому я и спросил! Зачем считать на сжатие если у меня самолет не пилотажный. В рабочем диапазоне +3;-1,5 я итак знаю что выдержит подкос на сжатие. И без расчетов.  Мне не понятно было как увязать данный расчет на сжатие к моей задаче с распределением нагрузок по подкосам. Поэтому и спросил что мне не понятно к чему это????

А также Эксплуатационная отрицательная перегрузка значительно меньше чем положительная перегрузка. Поэтому при расчете на сжатие мы не сможем определить запас прочности в крыльевом подкосном узле узле

Меня беспокоит сечение которое я красным цветом выделил. Я там заложил отверстие ф 10 мм. Надо было заложить ф8 мм. Узлы уже стоят в крыле. Расстояние от края отверстия до кромки детали 13 мм с каждой стороны. И того 13+13=26; 26*2,5=65мм.кв.; 65*2(2узла)=130 мм.кв; 130*19=2470 кг до текучести. Как поведет себя загнутая на 90 градусов кромка? Из сопромата нагрузка по площади поперечного сечения равномерно распределяется. Но в этом случае как то не уверен я в этом.

 

[Magnum]

Считать надо по нормам, а они как знаешь совсем не чернилами писаны, открываешь FAR-23 или JAR-VLA и считаешь.

Пойми что с этим не шутят.

Есле ты думаешь что нормы придуманые тобой будут лучше, делай одноместный самолет и летай, и есле крылья отвалятся будешь сам отвечать.

Надо узел на сжатие и на растяжение считать, как и подкосы и весь самолет, в соответствии со случаем нагружения.

Полетай в болтанку при ветре 10 м/с и пойми что на +3 и только на положительные перегрузки считать легкие самолеты нельзя, по нормам минимум +3.8.

Я сам недавно в такую болтанку попал, что еле самолет посадил, так колбасило что на ремнях повисал, и заметь когда взлетал было всё нормально.

Удачи.

 

[L-13]

Узел вырезанный, но еще пока не загнутый. В одной плоскости крыла уже стоят загнутые узлы.

 

[L-13]

Хорошо! Буду все пересчитывать. И на сжатие и на растяжение.

 

[erisky]

И на сжатие и на растяжение. 

Считать надо не на сжатие,а на устойчивость при сжатии!Это два разных весч 😉В любом справочнике или учебнике по сапромату ента тема расписана.И про отверстия там есть,но лучше коэффициент бери 1,15 а не 1,1.Для простоты расчётов бери характеристики материалов при текучести,при этом запас прочности будет примерно 1,65.Можешь добавлять в запас!!!

 

[Magnum]

Надо считать так, как надо считать, а как не надо, считать не надо.
Надо брать предел прочности, а потом умножать на коэфициент  взятый из норм на некоторые детали доходит до 10 типа моторама или подвижные разборные соеиденения.
По текучести в машиностроении считают, например у углепластика нет текучести и у дерева тоже, Там щёлк и готов, крылья отдельно самолет отдельно.
Есть много литературы, самое подходящее Астахов по прочности, ещё РДК СЛА тоже подойдет там примеры расчета есть, а нормы какие угодно, но проще FAR-23 упрощеная методика в приложении.

 

[L-13]

И еще вопрос! Имеем фланговое сварное соединение. Считаем его как 2*0,7*t*L; где 2 это 2 шва, 0,7 коэф,t-площадь поперечного сечения шва,L- длинна шва. Вроде бы все логично. Но нагрузка распределяется по данному шву не равномерно. Условно скажем в точке приложения усилия (в начале шва) напряжения в шве будут очень большими, а в конце шва их вообще не будет. Может при таком соединении пойти трещина? Фото моих узлов ниже. Длину привариваемой пластинки я увеличил на 26 мм по отношению к оригинальному чертежу Piper3Cub. При этом там данный узел выполнен из стали 2,3 мм без всяких накладок. Я сделал 2,5 мм и поверх еще приварил подобную пластинку 2 мм толщиной. И того пластина в критическом сечении получилась 4,5 мм. Труба к которой это хозяйство приварено ф30х1,5 Сталь 20. Узлы 12х18Н10Т, сварочная проволока нержевейка, варил Аргоном.

 

[L-13]

Для успокоения души посоветуюсь со специалистами.

 

[erisky]

Я бы ещё и косынки поставил,шасси ведь.Да и в другим местах они не помешают

 

[L-13]

Косынки уже нет возможности поставить фюзеляж уже обшитый. Портить обшивку и краску не хочется.Вот фото http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1193076964/1514#1514