Sraigtasparnio rotoriaus mentės stiprumo skaičiavimas. Sraigtasparnių blokų projektavimas

21.10.2023

Simbolių sąrašas

Įvadas

1. 1 skyrius. Dabartinės problemos būklės apžvalga

1.1 Ašmenų deformacijos lygtys. Pagrindinės prielaidos. Koordinačių sistemos

1.2 Pagrindinio rotoriaus sukeltų greičių pasiskirstymas

1.3 Ašmenų užpakalinės dalies apskaičiavimas

1.4 Ašmenų deformacijos lygčių sprendimo metodai

1 skyriaus išvados

2. 2 skyrius. Skaičiavimo metodo kūrimas

2.1 Skaičiavimo metodo aprašymas

2.2 Pradinės lygčių sistemos transformacija

2.3 Lygčių sistemos sprendimas

2.4 Kraštinių sąlygų nustatymas

2.5 Ašmenų aerodinaminės apkrovos lygčių terminų transformacija

2.6 Ašmenų užpakalinės dalies modeliavimas

2.7 Sklendės modeliavimas

2.8 Skaičiavimo algoritmas

2 skyriaus išvados

3. 3 skyrius. Sraigtasparnio rotoriaus mentės tampriųjų virpesių tyrimas

3.1 Pradiniai duomenys

3.2 Natūralios neslopintos sistemos vibracijos

3.2.1 Nesisukančios konsolinės sijos vibracijos

3.2.2 Nesisukančių ašmenų laisvųjų vibracijų tyrimai

3.2.3 Besisukančių ašmenų laisvųjų vibracijų tyrimai

3.2.4 Besisukančių ašmenų laisvųjų lenkimo-sukimo virpesių tyrimai

3.3 Priverstinių vibracijų tyrimas

3.3.1 Pastovios būsenos tyrimas. Horizontalaus skrydžio režimas

3.3.2 Stacionaraus režimo tyrimas. Užvedimo režimas

3 skyriaus išvados

4. Skyrius 4. Skaičiavimo metodo taikymas sprendžiant praktines sraigtasparnio laikančiosios sistemos projektavimo problemas

4.1 Mi-8 sraigtasparnio geležtės, pritvirtintos horizontaliu vyriu, būdingų charakteristikų tyrimas, kai jis patenka ant iškyšos ribotuvo

4.2 Sraigtasparnio Mi-8 menčių, veikiančių 8БЭ8 sistemoje, charakteristikų tyrimas

4.3 „Slydimo“ manevravimo režimo tyrimas

4.3.1 Problemos teiginys

4.3.2 Manevro skaičiavimo taikant tiesioginio integravimo metodą rezultatai

4.3.3 Manevravimo režimo skaičiavimo rezultatų palyginimas su rezultatais, gautais taikant kvazistacionarų metodą

4 skyriaus išvados

Išvada

Literatūra

Simbolių sąrašas

x0,y0,g0 - fiksuota koordinačių sistema, susieta su stebulės centru x1,y1,g1 - besisukanti koordinačių sistema, susieta su stebulės centru x,y,g - koordinačių sistema, susieta su atitinkamo stebulės mova ašmenys

x2,y2,g2 – koordinačių sistema, susijusi su ašmenų skerspjūviu

x3,y3,g3 - koordinačių sistema, susieta su pagrindinėmis ašmenų sekcijos ašimis

y/ - ašmenų azimutas, rad

с - kampinis įvorės sukimosi greitis, rad/s

e0 – atstumas tarp y ir y ašių<пм

xp,ur - įtempimo centro koordinatės x3,y3, m ašyse

xm, ut - atkarpos svorio centro koordinatės x3, y3, m ašyse

xz - standumo ašies atstumas nuo ašmenų piršto, m

b - ašmenų styga, m

y(rxLo) - laisvojo srauto greitis ir jo komponentai, m/s

ab - sraigto atakos kampas, rad

(p - ašmenų sekcijos montavimo kampas, rad

c yra mentės posūkio kampas dėl sukimo deformacijos ir atstumo, rad

pirminis – išvestinė g arba g atžvilgiu

taškas virš raidės – išvestinė laiko atžvilgiu

ax, ay, ag – ašmenų taško tiesinis pagreitis, m/s2

рх, ру, рг - linijinės apkrovos komponentai ašmenų sekcijose, kg

Tiesinių momentų komponentai ašmenų sekcijose, kg-m

p - medžiagos, iš kurios pagamintas peilis, tankis, kg-m

^ - ašmenų skerspjūvio plotas, m

linijinė ašmenų masė, kg - s/m

1ш,1тг - linijiniai ašmenų masės inercijos momentai x ir ašių atžvilgiu

Uz > kg-s

/=/+/- ašmenų tiesinis masės inercijos momentas ašies atžvilgiu

kietumas, kg-s

g - nedeformuotos mentės sekcijos standumo centro koordinatė 2, m ir = z-g - nedeformuotos mentės sekcijos standumo centro poslinkis išilgai z ašies, M R - sraigto spindulys, m

E1x, E12 - ašmenų lenkimo standumas, kg-m2

01 к - ašmenų sukimo standumas, kg-m2

E, C - ašmenų koto tempimo ir šlyties moduliai

y – Puasono koeficientas

N - tempimo jėga ašmenų skyriuje, kg

/ - sekcijos, veikiančios įtempiant, polinis inercijos momentas,

standumo ašies atžvilgiu, m

^ - įtempimo darbo skerspjūvio plotas, m

в - ašmenų sekcijos posūkio kampas dėl jo tempimo, rad

0bend - ašmenų sekcijos sukimosi kampas dėl lenkimo, rad

gg, g, gos - horizontalių, vertikalių ir ašinių vyrių pratęsimai, m

Kvm - kompensatoriaus koeficentas, kai ašmenys apverčiami horizontaliai

P - ašmenų natūralių virpesių apskritimo dažnis, skaičius/min a-rg

L ^ ^ > ^ y - tiesinių giroskopinių jėgų ir momentų komponentai

x (g, y (g, (),),v (g,?) - ašmenų deformacija, m

Мд - vertikalaus vyrio slopinimo momentas, kg - m

Mpred - maksimalus momentas, sukurtas vertikalios vyrių slopintuvo su netiesine charakteristika, kg-m

% 7 - vidutinė nedeformuoto peilio montavimo kampo azimutinė vertė santykiniu mentės spinduliu r = 0,7, rad

A<р - закрутка сечения недеформированной лопасти относительно сечения г = 0,7, рад

ae - išilginis slydimo plokštės įlinkis (teigiamas - pakėlimui), rad

g] - šoninis slydimo plokštės poslinkis (teigiamas - į įeinantį ašmenį), rad

Uap - vertikalus slydimo plokštės judėjimas, m Ау/ап - azimutinė ašmenų valdymo strypo padėtis ties y/ = 0 ašies hap atžvilgiu, einančios per išilginį valdymo strypą, rad

Rаа„,1, - ašmenų valdymo strypo svirties sraigto veleno ašies ir ašinio vyrio ašies atžvilgiu, m

u/ap = (// + D|//pn - mentės azimutas ašies atžvilgiu hap, rad 2h - menčių skaičius b - menčių styga, m p - oro tankis, kg - m3

Жп - srauto greičio komponentas, normalus mentės ašiai, m/s q - linijinis aerodinaminis slopinimo momentas ant mentės, kg - m

^t"Mhap"M-ap" jėga ir momentai, veikiantys kreipiamąją plokštę iš peilių pusės

M, M, M - momento komponentai, veikiantys varžtą, palyginti su

fiksuotos įvorės ašys x0,y0,z0, kg-m

Тu,Тх - pagrindinio rotoriaus kėlimo ir varomosios jėgos greitųjų ašyse, kg MVM2 - ašmenų lenkimo momentai pagrindinių ašių atžvilgiu,

einantis per įtempimo centrą, kg - m

G = l 117 - varžto užpildymo koeficientas lYa

b0 7 - menčių styga ties g - 0,7, m

G, =-,Gn =^2- - ašmenų lenkimo įtempiai, kg/m2

WY,W2 - ašmenų pasipriešinimo momentai lenkiant mažiausio ir didžiausio standumo plokštumose, m3

X - ašmenų priekinio krašto braukimo kampas, laipsniai ir - ašmenų sekcijos atakos kampas, laipsniai

vy yra ašinis greičio induktyvumo komponentas varžto plokštumoje (o0 > 0-up), m/s

o0 - vidutinė greičio induktyvumo vertė virš sraigto disko (u0 > 0 -žemyn), m/s Kl - koeficientas, atsižvelgiant į greičio induktyvumo kintamumą išilgai rotoriaus disko

I = Vsmai>-. srauto koeficientas coR

c = -ъ- - režimo charakteristika

Cgg = -t - traukos koeficientas

Г p7iR2(a>R)2

B - gnybtų nuostolių koeficientas

cx, c, tp_ - aerodinaminiai pasipriešinimo, traukos ir išilginio koeficientai

profilio akimirkos

M = --- skaičius M, skirtas ašmenų sekcijai

a - garso greitis, m/s2

F - visas srauto greitis, patenkantis į ašmenis, m/s

Рх2а, Ру2а, Р:2а - linijinės aerodinaminės jėgos komponentai išilgai ašių x2, y2, z2, kg

Psh, Rua, P:a - linijinės aerodinaminės jėgos komponentas išilgai x, y, z ašių, kg tska - linijinis sukimo momentas nuo aerodinaminių jėgų, kg-m xf - ašmenų aerodinaminių momentų atskaitos taško atstumas nuo standumo ašis (Xf > 0, jei momento mažinimo taškas yra prieš standumo ašį), m

squeal - ašmenų sekcijos sukimasis, kurį sukelia jo lenkimas dviem plokštumomis, rad

Disertacijos įvadas (santraukos dalis) tema „Sraigtasparnio rotoriaus mentės apkrovos ir stiprumo tyrimas manevringais ir nestabiliais režimais“

Įvadas

Sraigtasparnių atraminė sistema yra pagrindinis mazgas, užtikrinantis sraigtasparnio, kaip orlaivio, turinčio vertikalų kilimą ir tūpimą, egzistavimą ir nereikalaujantis specialiai paruoštų kilimo ir tūpimo aikštelių. Būtent jo veikimas be problemų užtikrina sraigtasparnio skrydžio saugumą visomis numatomomis eksploatavimo sąlygomis, įskaitant nepastovias sąlygas, tokias kaip kilimas, greitėjimas, tūpimas ir manevrai. Projektavimo procesas ir nurodytų išteklių suteikimas reikalauja, kad būtų prieinami skaičiavimo metodai ir taikoma matematinė programinė įranga, leidžianti nustatyti atraminės sistemos blokų apkrovas ir apskaičiuoti jos dinamiką tiek projektavimo etape, tiek skrydžio ir sertifikavimo bandymų metu.

Pagrindinis sraigtasparnio rotorius lemia jo skrydžio charakteristikas, stabilumą ir valdomumą. Pagrindinio rotoriaus buvimas gali sukelti tokius reiškinius kaip žemės rezonansas ir plazdėjimas. Tai sraigtasparnio konstrukcijos jėgos elementų vibracijų ir kintamų apkrovų šaltinis. Todėl projektuojant sraigtasparnį svarbiausias uždavinys yra apskaičiuoti pagrindinį rotorių.

Pagrindinė rotoriaus mentė veikia kartu veikiant aerodinaminėms ir išcentrinėms jėgoms, lenkimui ir sukimo momentui. Bendruoju skrydžio į priekį atveju išorinės apkrovos pasiskirstymas ant menčių priklauso nuo jo azimutinės padėties, taip pat nuo sraigtasparnio judėjimo erdvėje. Todėl pagrindinės rotoriaus mentės apskaičiavimas yra sudėtinga užduotis, kurią sprendžiant reikia atsižvelgti į visą skrydžio režimų diapazoną, atsirandantį sraigtasparnio veikimo metu.

Sraigtasparnio rotoriaus menčių apkrovų skaičiavimas manevravimo režimais yra viena iš svarbiausių užduočių projektuojant sraigtasparnio laikančiųjų sistemas,

kadangi dideli įtempimai ašmenų konstrukcijoje šiais režimais labai paveikia jų tarnavimo laiką. Šiuo metu apkrovoms šiais režimais skaičiuoti naudojamas kvazistatinis metodas, kai kiekvienu laiko momentu pagrindinio rotoriaus darbo režimas laikomas pastoviu. Šis metodas neužtikrina didelio skaičiavimų tikslumo, nes neatsižvelgiama į tikrąją rotoriaus mentės dinamiką. Taigi, sukūrus manevrinių ir pereinamųjų režimų rotoriaus menčių skaičiavimo metodiką, padidės sraigtasparnio rotorių sistemos apkrovų skaičiavimo patikimumas ir išaiškins rotorių sistemos blokų išteklius.

Pagrindinio rotoriaus manevriniai ir pereinamieji darbo režimai yra nestabilūs. Tokios problemos ašmenų deformacijos lygčių sprendimo radimas naudojant apytikslius metodus, tokius kaip B.G. Galerkin, neįmanoma, nes neįmanoma nurodyti išorinės apkrovos funkcijos kaip periodinės. Tikslingiausia šią problemą spręsti tiesioginės integracijos metodu.

Šiuo atžvilgiu labai aktualus uždavinys sukurti apibendrintą sraigtasparnio rotoriaus menčių skaičiavimo metodą, leidžiantį apskaičiuoti tiek pastovaus, tiek netolygaus skrydžio režimus (manevravimo, pereinamojo laikotarpio) ir gauti tikslesnius rezultatus, lyginant su esamais metodais.

Taigi išspręsta bendra pagrindinių rotoriaus menčių virpesių problema, kai apkrovos pasiskirstymas yra savavališkai išilgai jų ilgio kiekvienu laiko momentu.

Sukurtos metodikos ypatybė yra ir tai, kad visos pagrindinės rotoriaus mentės yra analizuojamos vienu metu, o tai leidžia gauti momentines pagrindinio rotoriaus vertes kiekvienu laiko momentu, o, pavyzdžiui, darbe buvo paimta traukos vertė. kaip vidutinis vienam rotoriaus apsisukimui. Ši aplinkybė leidžia padidinti skaičiavimų tikslumą.

Mokslinių principų pagrįstumą ir gautų rezultatų patikimumą patvirtina sertifikuotų programinės įrangos aplinkų (Excel, Visual basic) naudojimas kuriant sprendimo algoritmą, aukštosios matematikos, teorinės mechanikos ir elastingumo teorijos panaudojimas. Gauti rezultatai buvo lyginami su sprendimais, gautais sertifikuotoje programinės įrangos aplinkoje MSC Patran/Nsactran, su esamais tiksliais sprendimais ir kitų autorių gautais sprendimais.

RNV programa skirta gauti įtempių vertes pagrindinių rotoriaus menčių skyriuose bet kokiomis skrydžio sąlygomis, įskaitant manevringas;

MF programa leidžia gauti ašmenų deformacijas savo vibracijos metu.

Natūralūs ašmenų dažniai ir formos buvo gauti iš MF programoje rastų deformacijų, konvertuotų spektrinės analizės metodu. Tam buvo panaudota V. A. sukurta programa. Ivchinas, įgyvendinantis greitąjį Furjė transformacijos algoritmą.

Šio darbo 1 skyriuje apžvelgiami esami menčių skaičiavimo metodai, naudojami sraigtasparnių projektavimo praktikoje, pateikiami kai kurie teoriniai skaičiavimo aspektai, pateikiamos menčių deformacijų lygtys, kurios laikomos pradinėmis prielaidomis, ir suformuluotos ribinės sąlygos. Remiantis problemos būklės analize, formuojamas tyrimo tikslas ir uždaviniai.

2 skyrius skirtas ašmenų deformacijos lygčių sprendimo metodo aprašymui. Jame suformuluotos priimtos prielaidos, nustatytos pasirinktu metodu, ir aprašoma pirminės sistemos transformacija

ašmenų deformacijų lygtys, pagal siūlomą metodą užrašomos ribinės sąlygos.

3 skyrius skirtas parengtos metodikos patikimumui pagrįsti. Jame nagrinėjamos natūralios ir priverstinės ašmenų vibracijos problemos. Kaip pavyzdį nagrinėjome sraigtasparnio Mi-8 geležtę. Natūralioms ašmenų vibracijoms tirti yra svarstoma nemažai problemų, kurių sprendimai lyginami su žinomais tiksliais sprendimais, su kitų autorių gautais rezultatais, su rezultatais, gautais šiuolaikiniame baigtinių elementų pakete. Priverstinių ašmenų svyravimų problema nagrinėjama „horizontalaus skrydžio“ ir „svyravimo“ režimuose. Dėl duomenų trūkumo atliekama bendra gauto sprendimo analizė „svyravimo“ režimui. Pastovios būsenos problema yra ypatingas šiame darbe nagrinėjamos problemos atvejis. Todėl parengtos metodikos teisingumui patvirtinti naudojamas darbe gautas sprendimas pastovaus „horizontalaus skrydžio“ režimui. Ištirta indukcinio greičio pagal rotoriaus diską skaičiavimo metodų įtaka skaičiavimo rezultatams. Svarstomi du indukcinių greičių skaičiavimo metodai: Glauert-Locke metodas, pagrįstas darbe naudojama impulsų teorija ir Mangler-Squire metodas, pagrįstas darbuose naudojama disko teorija.

4 skyrius skirtas tam tikrų problemų tyrimui naudojant sukurtą metodiką. Naudodamasis sukurta SCH programa, šio darbo autorius kartu su V.A. Ivchin, buvo atlikti gaminio, kuriamo OJSC Maskvos sraigtasparnių gamykloje, pavadintoje. M.L. mylia“ ZEB sistemos. Šią sistemą pasiūlė V.M. Pchelkinas ir N.S. „Pavlenko“ sumažina vieno rotoriaus sraigtasparnio valdymo sistemos apkrovą ir apima ašmenų suspaudimą horizontaliame vyryje, atsižvelgiant į jo azimutinę padėtį. Kaip pavyzdys buvo laikomas sraigtasparnio Mi-8 geležtė. Be to, naudodamiesi SP programa, mes ištyrėme problemą

sraigtasparnio Mi-8 geležtės, pritvirtintos horizontaliu vyriu, savųjų charakteristikų apskaičiavimas, kai jis patenka ant iškyšos ribotuvo. Naudojant sukurtą RNV programą, buvo ištirta ašmenų skaičiavimo „slydimo“ manevravimo režimu problema. Skaičiavimo rezultatai lyginami su gautais kvazistatiniu metodu.

Tyrimų rezultatai parodė, kad sukurta metodika pritaikoma tiek sraigtasparnių, veikiančių stacionariais režimais, rotoriaus menčių analizei, tiek menčių, veikiančių pereinamuoju ir manevriniu režimu, skaičiavimams.

Darbe pateiktas naudotos literatūros sąrašas, kuriame yra 53 pavadinimai. Pagrindinio teksto apimtis – 137 puslapiai. Darbo rezultatai pateikiami straipsniuose , , , .

Panašios disertacijos specialybėje "Orlaivių stiprumas ir šiluminės sąlygos", 07/05/03 kodas VAK

Sraigtasparnio atramos sistemos kompozitinių konstrukcijų elementų įtempių deformacijų, ribinių būsenų ir slopinimo charakteristikų skaičiavimas 2014 m., technikos mokslų kandidatas Gorelovas Aleksejus Viačeslavovičius
Žiroplano dinaminiai modeliai ir konstrukcijų apkrovos sąlygų normalizavimas 2005 m., technikos mokslų kandidatas Kalmykovas, Aleksejus Aleksandrovičius
Automatiškai besisukančio pagrindinio rotoriaus dinamika ir stiprumas 2003 m., technikos mokslų kandidatas Polyntsevas, Olegas Jevgenievičius
Orlaivio su aukštu kraštinių santykiu sparno aeroelastinių savybių gerinimas 2008 m., technikos mokslų kandidatas Mazutskis, Andrejus Jurjevičius
Itin lengvų ir labai lengvų sraigtasparnių taikymo srities išplėtimo metodai 2013 m., technikos mokslų daktaras Dudnikas, Vitalijus Vladimirovičius

Disertacijos išvada tema „Orlaivių stiprumas ir šiluminės sąlygos“, Averjanovas, Igoris Olegovičius

Vadovaujantis disertacinio darbo tikslais ir uždaviniais, buvo pasiekta:

1. Remiantis menčių deformacijų lygtimis, buvo sukurtas sraigtasparnio laikančiosios sistemos matematinis modelis, atsižvelgiant į visų rotoriaus menčių veikimą vienu metu, atsižvelgiant į menčių deformacijas traukos, sukimosi ir sukimo plokštumose, o 2010 m. ir atspindi tikrąjį menčių elgseną pastovaus ir nepastovio skrydžio sąlygomis.

2. Sukurtas mentės paties judėjimo parametrų skaičiavimo algoritmas, leidžiantis spręsti problemas esant įvairioms kraštinėms sąlygoms, įskaitant ir tas, kurios kinta rotoriaus sukimosi metu.

3. Buvo atlikti specifinių sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus projektavimo problemų tyrimai, siekiant nustatyti paties mentės judėjimo parametrus, naudojant SbE8 atraminės sistemos konstrukcijų pavyzdį ir atvejį, kai ašmenys nukrenta ant iškyšos ribotuvo ( aprašytas P-2 NGLV), kuris parodė, kad patikimas tokių problemų sprendimas gali būti gautas tik naudojant tiesioginio ašmenų deformacijos lygčių integravimo metodą. Remiantis tyrimo rezultatais, galima daryti išvadą, kad sukurtas paties peilio judėjimo parametrų skaičiavimo algoritmas leidžia gauti patikimus rezultatus.

4. Sukurtas įtempių deformuojamosios ašmenų būsenos, veikiančios tiek pastovios, tiek netolygios skrydžio sąlygomis, skaičiavimo algoritmas, leidžiantis apskaičiuoti apkrovos ir įtempių dydžius ašmenyje kiekvienu laiko momentu.

5. Atlikti sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus veikimo pastovios būsenos sąlygomis problemų tyrimai naudojant „horizontalaus skrydžio“ ir „svyravimo“ režimų pavyzdį, kurie parodė sukurtu metodu gautų rezultatų atitikimą esamiems. kitų autorių sprendimai, taip pat esamos teorijos ir eksperimentiniai rezultatai. Remiantis tyrimo rezultatais, galima daryti išvadą, kad sukurtas mentės įtempių-įtempimo būsenos skaičiavimo algoritmas leidžia gauti patikimus rezultatus ir padidinti skaičiavimų tikslumą. 6. Atliktas sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus veikimo netolygiomis sąlygomis problemos tyrimas „slydimo“ manevravimo režimo pavyzdžiu, kuris parodė, kad gauti rezultatai atitinka eksperimentinius duomenis. Palyginimas su kvazistatiniu šios problemos sprendimo metodu parodė, kad kvazistatinis metodas nepakankamai įvertina rezultatus, kai greitai kinta skrydžio režimo charakteristikos. Tai leidžia daryti išvadą, kad sukurtas rotoriaus menčių apkrovos ir stiprumo skaičiavimo metodas gali žymiai pagerinti skaičiavimų tikslumą.

Išvada

Remiantis atliktais tyrimais, galime daryti išvadą, kad projektuojant sraigtasparnių laikančiąsias sistemas būtina naudoti sukurtą metodiką ir skaičiavimo algoritmą, ypač analizuojant manevringus skrydžio režimus.

Disertacinio tyrimo literatūros sąrašas Technikos mokslų kandidatas Averjanovas, Igoris Olegovičius, 2012 m

Literatūra

1. Liss A.Yu. Pagrindinio rotoriaus veikimo tyrimas, atsižvelgiant į lenkimą dviejose plokštumose ir sukimą. technikos mokslų daktaro disertacija, Kazanė, 1974 m.

2. Liss A.Yu., Margulis G.U. Rotoriaus su elastinėmis mentėmis skaičiavimo programa ES tipo kompiuteryje, Kazanė, 1979 m.

3. Mil M.L., Nekrasov A.B., Braverman A.S., Grodko L.N., Leikand M.A., Helikopteriai, 2 knyga, Maskva, Mechanikos inžinerija, 1967 m.

4. Mil M.L., Nekrasov A.B., Braverman A.S., Grodko L.N., Leikand M.A., Helicopters, book. 1, Maskva, mechanikos inžinerija, 1966 m.

5. Mil M.L. Apie dinaminį giroplano rotoriaus mentės sukimąsi skrydžio metu, oro laivyno įranga Nr. 2, 1937 m.

6. Godunov S.K., Ryabenkiy V.S. Skirtumų schemos, Nauka, Maskva, 1977 m

7. Vachitovas M.B. Integravimo matricos yra diferencialinių lygčių skaitinio sprendimo įrankis. Aukštųjų mokyklų institutas, “Aviacijos inžinerija”, t.Z, 1966 m

8. Bate N., Wilson E. Skaitiniai analizės metodai ir baigtinių elementų metodas, Stroyizdat, M., 1982 m.

9. Akimov A.I., Sraigtasparnių aerodinamika ir skrydžio charakteristikos, Maskva, Mashinostroenie, 1988 m.

10. Volmiras A.S., Kuranovas B.A., Turbaievskis A.T. Sudėtingų konstrukcijų statika ir dinamika, Mechanikos inžinerija, Maskva, 1989 m.

11. Gudkovas A.I., Lešakovas P.S., Raikovas L.G. Orlaivių išorinės apkrovos ir stiprumas, Oborongiz, M., 1963 m.

12. A.C. Bravermanas, A.P. Vayntrub, Sraigtasparnio dinamika, Maskva, Mechanikos inžinerija, 1988 m.

13. Pagrindinio rotoriaus teorija, redagavo Dr. Tech. Mokslai A.K. Martynova, Maskva, mechanikos inžinerija, 1973 m.

Rynkov S.P. Nastran, skirta Windows, NT-press, 2004 m

Mikheev R.A. Sraigtasparnių stiprumo skaičiavimas. 2 dalis. Rotoriaus menčių stiprumas, Maskva, 1973 m

Payne P.R. Sraigtasparnio dinamika ir aerodinamika, Oborongiz, Maskva, 1963 Wildgrube J1.C. Sraigtasparnių aerodinaminis skaičiavimas, TsAGI darbai, 1954 m

Baskin V.E., Wildgrube JI.C., Nokdaev V.S., Maykapar G.N. redagavo Martynovas A.K. Pagrindinio rotoriaus teorija, mechanikos inžinerija, 1973 m

Baskinas V.E. Sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus su erdvine sūkurių sistema teorija, TsAGI darbai, 1955 m.

Baskinas V.E. Dėl momentinių indukuotų greičių įtakos oro sraigto menčių aerodinaminėms apkrovoms esant įstrižai srovei, TsAGI darbai, 1960 m.

Baskin V.E., Shcheglova V.M. Apie sūkurių lakšto deformacijas įstrižoje srovėje, TsAGI darbai, 1968 m.

Baskin V.Z., Lipatovas V.R., Normali rotoriaus mentės skerspjūvio jėga dinaminio sustojimo metu, Proceedings of TsAGI, t. 1965 m., Maskva, 1977 m Bramwellas A.R. Sraigtasparnio dinamika, Maskva, mechanikos inžinerija, 1985 m. Wang Shi Tsun. Apibendrinta sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus sūkurių teorija, rinkinys „Pagrindinių rotorių aerodinamikos problemos“, Proceedings of MAI, Oborongiz, 1961 m.

Tishchenko M.N. Pagrindinio rotoriaus skaičiavimo programa, pagrįsta ašmenų sūkurio teorija kompiuteryje M-20, Maskva, 1966 m.

Nekrasovas A.V. Natūralių sraigtų menčių virpesių formų ir dažnių skaičiavimas, TsAGI byla Nr. 898, 1964 m.

Nekrasovas A.B. Sraigtasparnio mentės natūralių lenkimo-sukimo virpesių formų ir dažnių skaičiavimas vakuume, TsAGI byla Nr. 898, 1964 m.

28. Nekrasovas A.B. Sraigtasparnio mentės lenkimo įtempių skaičiavimas esant mažam ir vidutiniam greičiui, MAI darbai, 1964 m.

29. Nekrasovas A.B. Sraigtasparnio sraigto mentės įtempių skaičiavimas esant dideliam skrydžio greičiui, TsAGI byla Nr. 898, 1964 m.

30. Nekrasov A.B., Kostromina V.M., Rotoriaus su šarnyrinėmis elastinėmis mentėmis aerodinaminių charakteristikų skaičiavimo programa, pagrįsta V. E. disko teorija. Baskin ir lenkimo įtempių nustatymas ašmenų traukos plokštumoje, preliminari ataskaita. Pašto dėžutė B2323, 1969 m

31. Reese P.M., Pozhalostin A.I. Rotorių vibracijos ir dinaminis stiprumas. TsAGI darbai, 1947 m

32. Lėktuvų dizainerio vadovas, 3 tomas, lėktuvo stiprumas, TsAGI, 1939 m.

33. Timošenko S.P. Medžiagų stiprumo kursas, M., Aukštoji mokykla, 1988 m

34. Techninė ataskaita Nr. 16-17-86, Visiškai plastikinės pagrindinės rotoriaus mentės nosies mentės statinių bandymų rezultatai, 286 leid., M.: OJSC "MVZ im. M.L. Mylė“, 1986 m

35. Pchelkin V.M., Pavlenko N.S. Sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus stebulė, patento Nr. 1658538, Rusija, 1991 m.

36. Žukovskis N.E. Sraigto sūkurių teorija, Surinkti darbai, T. IV, 1949 m

37. Jurjevas B.N., Sraigtasparnių aerodinaminis skaičiavimas, Maskva, Oborongizas, 1956 m.

38. I. A. Birger jėga. Tvarumas. Virpesiai, 1 tomas, M, Mechanikos inžinerija, 1968 m

39. I. A. Birger jėga. Tvarumas. Virpesiai, 2 tomas, M, Mechanikos inžinerija, 1968 m

40. I. A. Birger Jėga. Tvarumas. Virpesiai, 3 tomas, M, Mechanikos inžinerija, 1968 m

41. Pavlenko N.S. 400 km/h nėra riba, Sraigtasparnių pramonė, AVI, 2007 m. gruodis.

42. V.A. Ivchin programa, skirta sraigtasparnio aerodinaminėms ir dinaminėms charakteristikoms apskaičiuoti

43. V.A. Ivčinas, O.L. Chertok, Soloviev N.A., Pagrindinių rotoriaus menčių judesio skrydžio stende tyrimai manevravimo režimais, 7-ojo Rusijos sraigtasparnių draugijos forumo medžiaga, Maskva, 2006 m.

44. Ivchin V.A., Menčių judėjimo aplink vertikalųjį vyrį pagrindinio rotoriaus pereinamojo darbo režimų tyrimas, Maskvos malūnsparnių gamyklos Nr. 12 darbai, Maskva, 1984 m.

45. Ivchin V.A. Sraigtasparnio valdymo sistemos apkrovų tyrimas netvirtais skrydžio režimais, technikos mokslų kandidato disertacija, Maskva, Maskvos sraigtasparnių gamykla pavadinta. M.L. mylia, 1987 m

46. Maikapar G.N. Pagrindinio rotoriaus sūkurio teorija. Propelerių teorijos darbų rinkinys, TsAGI, 1958 m

47. Agamirovas L.V. Medžiagų stiprumas. Trumpas kursas universiteto studentams, ACT leidykla, 2003 m

48. Averjanovas I.O., Agamirovas L.V., Ivčinas V.A. Baigtinių skirtumų schemos, skirtos orlaivių rotorių stiprumui apskaičiuoti esant nepastoviam ir manevriniam režimui, studija, Mokslinė techninė konferencija „Gagarino rodmenys“, 2010 m.

49. Averjanovas I.O., Ivčinas V.A. Elastinės sraigtasparnio rotoriaus mentės deformacijų traukos, sukimosi ir sukimo plokštumose skaičiavimo metodo sukūrimas tiesioginės integracijos būdu, MSTU GA mokslinis biuletenis Nr. 172,2011

50. Averjanovas I.O., Ivčinas V.A. Sraigtasparnio rotoriaus mentės tinkamo judėjimo dinamikos tyrimas naudojant tiesioginės integracijos metodą, MSTU GA mokslinis biuletenis Nr. 172, 2011 m.

51. Averjanovas I.O., Ivčinas V.A. , Tamprios rotoriaus mentės apkrovų tyrimas atliekant „Gorka“ manevrą tiesioginio integravimo metodu, MSTU GA mokslinis biuletenis Nr. 177, 2011 m.

52. Pavlenko N.S., Nauja greitaeigio vieno rotorio sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus koncepcija, 33-ojo Europos rotorinio forumo darbai, Kazanė, Rusija, 2007 m.

53. Glauert H., Bendroji autožiro teorija, R&M Nr. 1111.1926 m

Atkreipkite dėmesį, kad aukščiau pateikti moksliniai tekstai yra paskelbti tik informaciniais tikslais ir buvo gauti naudojant originalų disertacijos teksto atpažinimą (OCR). Todėl juose gali būti klaidų, susijusių su netobulais atpažinimo algoritmais. Mūsų pristatomuose disertacijų ir santraukų PDF failuose tokių klaidų nėra.

Dėl sraigtasparnio rotoriaus mentės nuovargio stiprumo esant vėjo apkrovoms

A.I. Bratuchinas

Straipsnis skirtas sraigtasparnio nesisukančios mentės ir rotoriaus stebulės, veikiamos vėjo apkrovų, įtempių svarstymui. Daroma prielaida, kad sraigtasparnis stovi ir jo sraigtas nesisuka. Skaičiavimas buvo atliktas rotoriaus su šarnyrinėmis mentėmis. Išspręsta sraigtasparnio mentės natūralių ir priverstinių vibracijų problema. Nustatytos deformacijos ir vidinės jėgos (lenkimo momentai ir įtempimai ašmenų koje). Išanalizuoti rezultatai ir įvertinta menčių švartavimosi įtaka antžeminėmis eksploatavimo sąlygomis.

Šiame darbe nagrinėjami menčių ir stebulės konstrukcinių elementų apkrovimo žemės sąlygomis atvejai. Tokių skaičiavimų poreikis visada egzistuoja dėl nuolatinių rotorių pažeidimų sraigtasparnio eksploatavimo ant žemės metu.

Poreikis atsižvelgti į sraigtasparnio pakrovimo antžeminius atvejus patvirtintas „Civilinių sraigtasparnių tinkamumo skraidyti standartuose“, taip pat užsienyje keliami sertifikavimo reikalavimai.

Nagrinėjama sraigtasparnio pagrindinės rotoriaus mentės deformacijų ir vidinių jėgų (lenkimo momentų ir įtempių) nustatymo, veikiant vėjo apkrovoms, problema. Daroma prielaida, kad sraigtasparnis stovi ir jo sraigtas nesisuka. Tam tikru momentu ašmenis paveikia vėjo gūsis. Vėjo gūsio įtakoje ant mentės atsiranda aerodinaminė keliamoji jėga, kuri, priklausomai nuo veikimo krypties, pakelia mentę aukštyn arba nuspaudžia žemyn. Dėl to ašmenys atlieka priverstines vibracijas vertikalioje plokštumoje, o špagatas apkraunamas lenkimo momentu, veikiančiu daugiausia mažiausio standumo plokštumoje.

Skaičiavimas buvo atliktas rotoriaus su šarnyrinėmis mentėmis.

Ašmenų judėjimas horizontalaus vyrio atžvilgiu vyksta laisvai iki tam tikros padėties, kuriai būdingas iškyšos ribotuvo kampas (1a pav.). Po to ašmenys gali judėti tik dėl savo elastinių deformacijų. Taigi, jei ašmenys, svyruojantys veikiant išorinei apkrovai, yra virš ARBA linijos, tada jo judėjimas aprašomas skaičiavimo schema, parodyta Fig. 1b. Kai ašmenų užpakalio taškas A pasiekia iškyšos ribotuvo atramą, jo tolesnis judėjimas turėtų būti aprašytas diagrama, parodyta Fig. 1-asis amžius Prišvartuoto peilio konstrukcijos schema atitinka Fig. 1 metai

Nedidelės nesisukančio sraigtasparnio rotoriaus mentės vibracijos apibūdinamos daline diferencialine lygtimi:

. (1)

Lygtyje: - ašmenų sekcijos judėjimas mažiausio standumo plokštumoje; - ašmenų sekcijos lenkimo standumas pagrindinės ašies, esančios stygų plokštumoje, atžvilgiu; - išorinė paskirstyta apkrova:

, (2)

Linijinis ašmenų svoris;

Gravitacijos pagreitis.

Pakeitę (2) į (1), gauname

(3)

Pateikiame (3) lygties sprendimą serijos išplėtimo forma, atsižvelgiant į natūralios vibracijos režimus:

, (4)

kur yra skaičiuojant paimtų savųjų formų skaičius;

Pačios ašmenų vibracijų vakuume forma, kuri priklauso nuo jos spindulio;

Kai kurios laiko funkcijos (įtempimo koeficientai).

Savosios formos nustatomos pagal diferencialinę lygtį (3), kai jos dešinioji pusė lygi nuliui:

(5)

Nustačius natūralių virpesių dažnius ir režimus tirpale (4), liks nežinomi tik deformacijos koeficientai. Naudojant B.G. Galerkinas prie ašmenų lenkimo virpesių diferencialinių lygčių sistemos, parašytos dalinėmis išvestinėmis (3), po dvigubos diferenciacijos gauname:

, (6)

. (7)

Pakeiskime (4), (6) ir (7) į (3) lygtį, o tada pakaitomis padauginkite iš ir integruosime per ašmenų spindulį. Dėl savųjų formų ortogonalumo gauname įprastų diferencialinių lygčių sistemą, susietą tik per aerodinamines apkrovas:

(8)

;

Natūralių ašmenų svyravimų dažnis pagal j-ąjį toną,

Aerodinaminių jėgų, įtrauktų į dešinę (8) lygties pusę, apskaičiavimas atliekamas atsižvelgiant į aerodinaminius kėlimo ir pasipriešinimo jėgos koeficientus nuo ašmenų profilio atakos kampo ir Macho skaičiaus, gauto iš pučiant vėjo rezultatus. tuneliai. Ašmenų deformacijos koeficientų skaičiavimas atliekamas lygties (8) skaitmeninės integracijos metodu.

Veikiant vėjo apkrovai, automobilių stovėjimo aikštelėje esančio sraigtasparnio ašmenys pradeda judėti vertikalia plokštuma. Priklausomai nuo to, ar mentė yra ant iškyšos ribotuvo, ar nutolusi nuo jo, sprendime (4) naudojamas lankstomas arba konsolinis vibracijos režimas. Iš diferencialinių lygčių sistemos (8) nustatyti deformacijos koeficientai taip pat atitiks šarnyrines arba konsolines formas. Esant svyruojančiam menčių judėjimui tuo momentu, kai keičiama iš konsolės į šarnyrinius ir atvirkščiai, turi būti įvykdyta poravimo sprendimų sąlyga. Tai galima pasiekti užtikrinant vienodą ašmenų poslinkių ir judėjimo greitį formų keitimo momentu. Pažymėkime paprasčiausiai atremtų ašmenų poslinkius ir greičius

(9)

(10)

ir konsoliniam tvirtinimui

, (11)

. (12)

Sulyginus poslinkių (9), (11) ir judėjimo greičių (10), (12) išraiškas ir atsižvelgiant į kampą , po kai kurių transformacijų gauname pradines sąlygas deformacijos koeficientams ir jų išvestinėms tuo metu, kai ašmenys pakyla nuo iškyšos ribotuvo:

(13)

Straipsnyje aptariamas vienas iš racionalaus kompozitinių sraigtasparnio rotoriaus menčių projektavimo klausimų. Paprastai pagrindinio rotoriaus mentės užpakalyje esančio tvirtinimo elemento varžtų skylių vieta ir dydžio santykis parenkamas atsižvelgiant į konstrukciją ir technologinius sumetimus. Šiuo atveju, žinoma, atsižvelgiama į jėgos ir nuovargio reikalavimus. Tačiau, kaip taisyklė, pirmenybė teikiama paprasčiausiam sprendimui technologiniu požiūriu. Tuo tarpu įtempių būsenos ypatumai šiame regione daugiausia lemia viso mentės stiprumo ir nuovargio savybes. Tai patvirtina ir bandymų stende rezultatai, ir gaminių eksploatavimo skrydžio sąlygomis patirtis. Čia, siekiant nustatyti optimalius pagrindinio rotoriaus mentės užpakalinės dalies tvirtinimo taško angų matmenis ir vietą, buvo atlikta eilė baigtinių elementų skaičiavimų. Baigtinių elementų modelyje atsižvelgiama į netiesinį sąlyčio tarp tvirtinimo elemento varžtų ir rotoriaus mentės kompozicinės medžiagos pobūdį. Daugiasluoksnės kompozitinės medžiagos įtempių ir deformacijų būsenai įvertinti naudojamas Hill kriterijus. Tuo pačiu metu atsirado poreikis preliminariai įvertinti daugiasluoksnės savavališkos sudėties pakuotės stiprumo ribas, remiantis žinomomis monosluoksnių savybėmis. Skaičiavimo modeliui sukurti buvo sukurtas algoritmas daugiasluoksnės kompozitinės medžiagos deformacijų diagramoms sudaryti. Šios diagramos buvo naudojamos daugiasluoksnės pakuotės standumo charakteristikoms ir didžiausioms tam tikros pakuotės linijinėms jėgoms nustatyti. Buvo atlikti skaičiavimai, siekiant įvertinti kompozitinės medžiagos įtempimo būseną tvirtinimo taškų srityje esant tam tikroms apkrovos sąlygoms. Buvo apsvarstyti 45 skylių vietos ir jų dydžių santykio variantai. Remiantis skaičiavimo rezultatais, buvo padaryta išvada, kad dabartinis projektavimo variantas nėra optimalus.

Sraigtasparnio pagrindinės rotoriaus mentės turi būti sukonstruotos taip, kad sukurdamos reikiamą kėlimo jėgą, atlaikytų visas joms tenkančias apkrovas. Ir jie ne tik atlaikytų, bet ir turėtų saugos ribą įvairiems nenumatytiems atvejams, kurie gali įvykti skrydžio metu ir atliekant sraigtasparnio techninę priežiūrą ant žemės (pavyzdžiui, staigus vėjo gūsis, aukštyn kylantis oro srautas, staigus smūgis). manevras, menčių apledėjimas, netinkamas sraigto sukimasis po variklio paleidimo ir kt.).

Vienas iš sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus projektavimo režimų yra vertikalaus kilimo režimas bet kuriame skaičiavimui pasirinktame aukštyje. Šiuo režimu dėl to, kad sraigto sukimosi plokštumoje nėra slenksčio greičio, reikiama galia yra didesnė.

Apytiksliai žinodami projektuojamo sraigtasparnio svorį ir nustatę naudingosios apkrovos, kurią sraigtasparnis turės pakelti, dydį, jie pradeda rinktis sraigtą. Sraigto pasirinkimas priklauso nuo sraigto skersmens ir jo apsisukimų skaičiaus per minutę, kai projektinę apkrovą propeleris galėtų pakelti vertikaliai su mažiausiais energijos sąnaudomis.

Yra žinoma, kad pagrindinio rotoriaus trauka yra proporcinga jo skersmens ketvirtajai galiai ir tik antrajai apsisukimų skaičiaus galiai, t.y. pagrindinio rotoriaus sukuriama trauka labiau priklauso nuo skersmens nei nuo skaičiaus. revoliucijų. Todėl lengviau gauti tam tikrą trauką didinant skersmenį, nei didinant apsisukimų skaičių. Taigi, pavyzdžiui, padidinę skersmenį 2 kartus, mes gauname 24 = 16 kartų didesnę trauką, o padvigubinę apsisukimų skaičių gauname tik 22 = 4 kartus didesnę trauką.

Žinodami variklio, kuris bus sumontuotas sraigtasparnyje rotoriui vairuoti, galią, pirmiausia pasirinkite rotoriaus skersmenį. Tam naudojamas šis santykis:

Rotoriaus mentė veikia labai sudėtingomis sąlygomis. Jį veikia aerodinaminės jėgos, kurios ją lenkia, sukasi, drasko ir linkusios atplėšti nuo jos odą. Norint „atsispirti“ tokioms aerodinaminėms jėgoms, ašmenys turi būti pakankamai tvirti.

Skrendant lyjant, sningant ar esant debesims esant palankioms apledėjimo sąlygoms, ašmenų valdymas tampa dar sunkesnis. Į ašmenis didžiuliu greičiu patekę lietaus lašai numuša dažus. Apledėjus ant ašmenų, susidaro ledo ataugos, kurios iškreipia jo profilį, trukdo siūbuoti ir apsunkina. Laikant sraigtasparnį ant žemės, staigūs temperatūros, drėgmės ir saulės spindulių pokyčiai destruktyviai veikia ašmenis.

Tai reiškia, kad ašmenys turi būti ne tik tvirti, bet ir atsparūs išorinės aplinkos poveikiui. Bet jei tik tai! Tada ašmenis būtų galima padaryti visiškai metalinį, padengiant jį antikoroziniu sluoksniu, ir problema būtų išspręsta.

Tačiau yra dar vienas reikalavimas: ašmenys, be to, turi būti lengvi. Todėl jis daromas tuščiaviduris.Metelių konstrukcija paremta metaliniu špagatu, dažniausiai kintamo skerspjūvio plieniniu vamzdžiu, kurio plotas palaipsniui arba laipsniškai mažėja nuo šaknies dalies iki ašmenų galo. .

Sparnas, kaip pagrindinis išilginės ašmenų jėgos elementas, sugeria šlyties jėgas ir lenkimo momentą. Šiuo atžvilgiu ašmenų koto veikimas yra panašus į orlaivio sparno koto veikimą. Tačiau ašmenų kotas taip pat yra veikiamas išcentrinių jėgų dėl rotoriaus sukimosi, o tai nėra orlaivio sparno koto atveju. Veikiant šioms jėgoms, ašmenų kotas yra įtempiamas.

Plieniniai flanšai yra privirinami arba kniedijami prie koto, kad būtų galima pritvirtinti skersinės jėgos rinkinį - ašmenų briaunas. Kiekvienas šonkaulis, kuris gali būti metalinis arba medinis, susideda iš sienelių ir lentynų. Prie metalinių lentynų klijuojamas arba suvirinamas metalinis apvalkalas, prie medinių lentynų klijuojamas arba suvirinamas fanerinis apvalkalas arba prie piršto priklijuojamas faneros apvalkalas, o prie uodegos – drobinis, kaip parodyta paveikslėlyje. Profilio lankinėje dalyje šonkaulių flanšai pritvirtinti prie priekinio stringerio, o uodegos dalyje - prie galinio stringerio. Stringeriai tarnauja kaip pagalbiniai išilginio stiprumo elementai.

Oda, dengianti briaunų flanšus, sudaro ašmenų profilį bet kurioje sekcijoje. Lengviausia yra lininė danga. Tačiau norint išvengti profilio iškraipymo dėl medžiaginės dangos deformacijos srityse tarp briaunų, ašmenų briaunelės turi būti dedamos labai dažnai, maždaug 5-6 cm viena nuo kitos, todėl ašmenys sunkesni. Mentės paviršius su menkai ištemptu audiniu atrodo briaunotas ir pasižymi žemomis aerodinaminėmis savybėmis, nes jo pasipriešinimas yra didelis. Vieno apsisukimo metu tokios ašmenų profilis pasikeičia, o tai prisideda prie papildomos sraigtasparnio vibracijos atsiradimo. Todėl medžiaginė danga impregnuojama dopu, kuris džiūdamas stipriai ištempia audinį.

Gaminant faneros odeles, ašmenų standumas padidėja, o atstumas tarp briaunų gali būti padidintas 2,5 karto, lyginant su peiliais, padengtais audiniu. Siekiant sumažinti atsparumą, faneros paviršius yra sklandžiai apdorojamas ir poliruojamas.

Geras aerodinamines formas ir didelį stiprumą galima pasiekti pagaminus tuščiavidurį metalinį geležtę. Jo gamybos sunkumas yra kintamo skerspjūvio stulpelio, kuris sudaro profilio lanką, gamyba. Ašmenų profilio galinė dalis pagaminta iš lakštinio metalo korpuso, kurio priekiniai kraštai suvirinti lygiai su špagatu, o galiniai kraštai sukniedyti.

Sraigtasparnio rotoriaus mentės profilis parenkamas taip, kad, didėjant atakos kampui, srautas sustos esant aukščiausiems įmanomiems atakos kampams. Tai būtina siekiant išvengti srauto užstrigimo besitraukiančioje mentėje, kur atakos kampai yra ypač dideli. Be to, siekiant išvengti vibracijų, profilis turi būti parinktas taip, kad kintant atakos kampui nesikeistų slėgio centro padėtis.

Labai svarbus peilio stiprumo ir našumo veiksnys yra santykinė profilio slėgio centro ir svorio centro padėtis. Faktas yra tas, kad kartu su lenkimu ir sukimu ašmenis veikia savaime sužadinama vibracija, ty vibracija su vis didėjančia amplitudė (plazdėjimas). Kad būtų išvengta vibracijos, ašmenys turi būti subalansuoti stygos atžvilgiu, ty svorio centras ant stygos turi būti tokioje padėtyje, kad būtų išvengta savaime didėjančios vibracijos. Balansavimo užduotis yra užtikrinti, kad sukonstruoto ašmenų profilio svorio centras būtų prieš slėgio centrą.

Atsižvelgiant į atšiaurias rotoriaus mentės eksploatavimo sąlygas, reikia pažymėti, kad lietaus lašai nepažeis medinės menčių odos, sustiprinus lakštinio metalo apvadą išilgai jo priekinio krašto.

Kova su ašmenų apledėjimu yra sunkesnė užduotis. Jei tokie apledėjimo tipai skrydžio metu kaip šerkšnas ir šerkšnas nekelia didelio pavojaus sraigtasparniui, tai stiklinis ledas, palaipsniui ir nepastebimai, bet itin tvirtai augantis ant ašmenų, sukelia ašmenų svorį, jo profilio iškraipymą ir galiausiai sumažėja kėlimo jėga, dėl kurios smarkiai prarandamas sraigtasparnio valdymas ir stabilumas.

Vienu metu egzistavusi teorija, kad ledas atskils skrydžio metu dėl menčių judesio, pasirodė esąs nepagrįstas. Ašmenų apledėjimas pirmiausia prasideda nuo šaknies dalies, kur ašmenų lenkimas jo pliūpsnio judesio metu yra mažas. Vėliau ledo sluoksnis pradeda plisti toliau ir toliau link ašmenų galo, palaipsniui nykdamas. Yra žinomi atvejai, kai ledo storis šaknies dalyje siekė 6 mm, o ašmenų gale – 2 mm.

Yra du būdai, kaip apsisaugoti nuo apledėjimo.

Pirmas būdas- tai kruopštus orų prognozės skrydžio zonoje tyrimas, išvengiant pakeliui pasitaikančių debesų ir keičiant skrydžio aukštį, siekiant išsivaduoti iš apledėjimo, sustabdyti skrydį ir pan.

Antras būdas- menčių aprūpinimas apsaugos nuo apledėjimo įtaisais.

Daugelis šių prietaisų yra žinomi dėl sraigtasparnių mentes. Norėdami pašalinti ledą nuo rotoriaus menčių, galite

Reikia naudoti spiritinį ledo tirpiklį, kuris purškia spiritą ant priekinio sraigto krašto. Pastarasis, sumaišytas su vandeniu, sumažina jo užšalimo temperatūrą ir neleidžia susidaryti ledui.

Ledas nuo rotoriaus menčių gali būti susmulkintas oru, kuris pumpuojamas į guminę kamerą, išdėstytą palei priekinį rotoriaus kraštą. Pripūtimo kamera suskaido ledo plutą, kurios atskirus gabalus atvažiuojantis oro srautas nuvalo nuo propelerio menčių.

Jei priekinis rotoriaus mentės kraštas pagamintas iš metalo, jį galima šildyti elektra arba šiltu oru, praleidžiamu per vamzdyną, nutiestą palei priekinį rotoriaus kraštą.

Ateitis parodys, kuris iš šių metodų bus pritaikytas plačiau.

Pagrindinio rotoriaus aerodinaminėms savybėms didelę reikšmę turi pagrindinio rotoriaus menčių skaičius ir specifinė apkrova, tenkanti rotoriaus nuplaunamam plotui. Teoriškai rotoriaus menčių skaičius gali būti bet koks, nuo vieno iki be galo didelio skaičiaus, tokio didelio, kad galiausiai susilietų į spiralinį paviršių, kaip buvo manoma Leonardo da Vinci projekte arba I. Bykovo sraigtasparnyje-dviratyje. .

Tačiau yra tam tikras peilių skaičius, kuris yra pats naudingiausias. Menčių skaičius neturėtų būti mažesnis nei trys, nes naudojant dvi menčių atsiranda didelių nesubalansuotų jėgų ir propelerio traukos svyravimų. Parodytas pagrindinio rotoriaus traukos pokytis aplink jo vidutinę vertę per vieną rotoriaus apsisukimą vieno ir dviejų menčių sraigtams. Trijų menčių sraigtas praktiškai išlaiko vidutinę traukos vertę viso apsisukimo metu.

Rotoriaus menčių skaičius taip pat neturėtų būti labai didelis, nes šiuo atveju kiekviena mentė veikia srautu, kurį trikdo ankstesnė mentė, o tai sumažina pagrindinio rotoriaus efektyvumą.

Kuo daugiau sraigto menčių, tuo didesnę dalį nubraukiamo disko ploto jie užima. Į sraigtasparnio rotoriaus teoriją buvo įtraukta užpildymo koeficiento o sąvoka, kuri apskaičiuojama kaip bendro ploto santykis.

Sraigtasparnio pagrindinio rotoriaus projektiniam darbo režimui (staigus pakilimas) palankiausia užpildymo koeficiento reikšmė yra 0,05-0,08 (vidutinė vertė 0,065).

Ši apkrova yra vidutinė. Maža apkrova yra 9-12 kg/m2 apkrova. Tokį krovinį gabenantys sraigtasparniai yra manevringi ir turi didelį kreiserinį greitį.

Bendrosios paskirties sraigtasparnių vidutinė apkrova svyruoja nuo 12 iki 20 kg/m2. Ir galiausiai didelis krovinys, retai naudojamas, yra apkrova nuo 20 iki 30 kg/m2.

Faktas yra tas, kad nors didelė specifinė apkrova nuvalomame plote suteikia sraigtasparniui didelę naudingąją apkrovą, sugedus varikliui toks sraigtasparnis greitai nusileis savaiminio sukimosi režimu, o tai yra nepriimtina, nes tokiu atveju sraigtasparnio sauga nusileidimas yra pažeistas.

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

1. Pradiniai duomenys

Suprojektuoti stačiakampio formos NV mentę, pagamintą iš polimerinių kompozitinių medžiagų, skirtą vidutinės paskirties sraigtasparniui, kurio kilimo svoris yra 2,5 tonos, 1 lentelė.

1 lentelė.

Sraigtasparnio kilimo svoris	mvzl	2500 kilogramas
Apskrities greitis NV	wr	200 m/s
Spindulys NV	rNV
Maksimalus skrydžio greitis	Vmaks	270 km/val
stygų ašmenys		0,318 m
Ašmenų prailginimas
X centrinė dalis		0,0765m
Sparno plotis		0,143438m
Profilio storis
Storis c, m (12%), kai r=0,5 - 1		0,03825 m
Storis c, m (15%), kai r=0,4		0,0478 m
Storis c, m (17%), kai r=0,3		0,0542 m
Storis c, m (19%), kai r=0,2		0,0606 m

Sparčio ir ašmenų užpakalinės jungties apskaičiavimas atliekamas atsižvelgiant į išcentrinę jėgą, susidariusią, kai sraigtas sukasi vertėmis . Siekiant išlyginti indukcinių greičių lauką išilgai rotoriaus disko ir atitinkamai sumažinti NV indukcinius nuostolius, mentė atliekama sukant 7...10° diapazone. NACA 230 mentės aerodinaminis profilis.Uodegos pjūvio su korio užpildu skaičiavimas atliktas paskirstytos aerodinaminės apkrovos vertei būdingoje ašmenų atkarpoje r = 0,7 esant normaliam srautui aplink mentę ir maksimaliam sraigtasparnio skrydžio greičiui. Uodegos sekcijos lipnios jungties su peiliuku apskaičiavimas atliekamas atsižvelgiant į aerodinaminės apkrovos, veikiančios sekcijos sankryžoje su kotu, ir Koriolio jėgos, veikiančios uodegos dalį, vertei ašmenų sekcijos r = 0,7.

Saugos faktoriai, priimti projektuojant NV peiliuką pagal NLGV-2:

Pagrindinis: f pagrindinis = 2,0;

Papildoma jungtims: f papildoma jungtis = 1,15;

Papildomas PKM: f papildomas.. PKM = 1,25.

2. Techninis projekto aprašymas

Struktūriškai ašmenys apima daugybę elementų, kuriems taikomi skirtingi stiprumo, tankio ir standumo reikalavimai. Tokie elementai yra špagatas, ašmenų galinė dalis (uodegos skyrius), apsauga nuo dilimo, apsaugos nuo apledėjimo sistema ir prijungimo blokas su sraigto stebule.

Ašmenų špagatas- tai yra pagrindinis ašmenų jėgos elementas, kuris sugeria didelę dalį visos masės ir inercinių apkrovų, veikiančių ašmenis. Sparnas yra visų peilio elementų jungiamoji grandis. Jį veikia įvairūs statiniai ir kintami (cikliniai) jėgos veiksniai: tempimo ir gniuždymo jėgos, lenkimo ir sukimo momentas. Šios apkrovos veikia skirtingose plokštumose ir skirtingais dažniais bei amplitudėmis. Sparnas pagamintas iš stiklo pluošto SK-2561 ant 5-211B segtuvo. Tam, kad būtų užtikrintas tam tikras išlygiavimas, priekinėje koto dalyje sumontuotas metalo ir kompozito atsvaras.

Uodegos skyrius Ašmenys sudaro galinę aerodinaminio profilio dalį. Jis pagamintas profiliuotos trijų sluoksnių korio plokštės pavidalu ir sugeria dalį jėgos apkrovos (iš dalies M lenkimo ir šlyties jėgą nuo aerodinaminės apkrovos), perkeliant jas į špagatą.Išoriniai sluoksniai pagaminti iš stiklo pluošto T-10 ant rišiklio 5-211B ir padeda apsaugoti korius nuo suspaudimo, kai lenkiamas stabilizatoriaus uodegos skydelis. Buvo naudojamas polimerinis kalandruotas popierius PSP-1 (3-OST1 00851-77) su šešiakampio formos langeliu (ląstelių dydis 2,5 mm). naudojamas kaip korio šerdis.

Apsauga nuo dilimo(Groove) geležtės turi antiabrazyvines nerūdijančio plieno jungiamąsias detales ir trinčiai atsparią guminę dangą. Guma labai atspari smėlio erozijai, tačiau jos atsparumas vandens erozijai yra nepakankamas. Metalai yra prastesni už gumą atsparumu smėlio erozijai, bet pranašesni už jį atsparumu vandens erozijai.

Apsaugos nuo apledėjimo sistema elektroterminis, kad apsaugotų ašmenis nuo apledėjimo, sumontuoto ant ašmenų . Pagrindinis tokios sistemos elementas yra šildytuvas, kuris užtikrina reikiamą temperatūrą ašmenų paviršiuje. Elektros srovė šildytuvui tiekiama per laidus, esančius ašmenų pirštuose. Šildytuvas iš išorės ir iš vidaus padengtas elektros izoliaciniais sluoksniais.

Prijungimo taškas skirtas pritvirtinti ašmenis ir perkelti apkrovas iš ašmenų į stebulę. Ši jungtis yra nuimama, t.y. veikiantis. Ašmenys turi dviejų varžtų prijungimo bloką su vertikaliu varžtų išdėstymu. Jis suformuotas tiesiai iš sparno medžiagos, papildomai sutvirtintas kordono audinio sluoksniais ir titano folija. Užpakalinėje dalyje sumontuotos jungiamosios poveržlės ir įvorės.

Visas ašmenų paviršius, išskyrus nerūdijančio plieno ir gumos dalis, yra padengtas dažais ir laku.

Krovinys nuo plazdėjimo naudojamas sraigtasparnio veikimo greičių diapazone, siekiant atjungti mentę nuo lenkimo-sukimo plazdėjimo.

3. Reikalavimai įrenginiui

Ašmenys turi pateikti:

Aukštas aerodinaminis tobulumas,

Didelis statinis ir nuovargio stiprumas per visą tarnavimo laiką,

Didelis išteklius

Didelis patikimumas.

Jo konstrukcija turėtų užtikrinti, kad nebūtų įtempių koncentratorių ir staigių standumo pokyčių. Peiliai turi turėti stabilias savybes laikui bėgant, būti apsaugoti nuo pažeidimų eksploatacijos metu, tačiau jei atsiranda, leisti juos pataisyti, t.y. būti remontuojamas. Jie turi turėti „minkštą“ atsirandančio defekto išsivystymo pobūdį, neįskaitant į laviną panašaus defekto vystymosi. Išoriniai atmosferos poveikiai (lietus, kruša, saulės spinduliai, jūros oras ir kt.) neturėtų turėti įtakos peilio veikimui. Tai turėtų suteikti patogumo vykdant operatyvinę veiklą.

Įrenginys turi būti suprojektuotas taip, kad visais leidžiamais skrydžio režimais būtų tam tikra atsarga prieš prasidedant bet kokiam nestabiliam veikimui (plazdėjimas, padidėję svyravimai ir vibracijos dėl srauto atsiskyrimo nuo ašmenų ir pan.). Menčių deformacijos neturėtų padidėti tiek, kad pablogėtų sraigto aerodinamika, pusiausvyra ir valdomumas.

4. Įrenginio išorinių apkrovų nustatymas

1) NV ašmenų koto apkrovos schema

Skrydžio metu ašmenų kotas patiria įtampą, lenkimą į dvi plokštumas ir sukimąsi. Didžiausia ašmenų apkrova yra išcentrinė jėga DR cb (6.3 pav.). Išcentrinė jėga sukelia strypo tempimo deformacijas ir dėl to pjūvyje išilgai ašmenų ašies veikia normalūs įtempiai. Kadangi pagrindinio rotoriaus sukimosi greitis laikui bėgant kinta mažai, išcentrinė jėga laikoma pastovia laikui bėgant ir priskiriama statinės apkrovos rūšiai. Be išcentrinės jėgos, NV sparną veikia laikui bėgant kintančios ciklinės apkrovos, kurių svyravimo periodas yra vieno NV apsisukimo kartotinis. Traukos plokštumoje yra aerodinaminė traukos jėga DT ir dėl kampinių ašmenų virpesių – inercinė jėga DJ B. Sukimosi plokštumoje veikia ašmenų pasipriešinimo jėga DQ ir inercinė Koriolio jėga DJ k. Visos šios jėgos kinta išilgai ašmenų ilgio ir laikui bėgant.

Be jėgų, špagatą veikia kintami momentai jo išilginės ašies atžvilgiu (2 pav.). Vienas iš šių momentų yra šarnyrinis M w. Antrasis - inercijos momentas Min yra kampinių ašmenų virpesių, susijusių su rotoriaus stebulės ašiniu vyriu, pasekmė. Šių momentų veikimas sukelia sraigtasparnio NV ašmenų sukimąsi.

2 pav. Ašmenų vyrio momentas.

sraigtasparnio ašmenys

2) Ašmenų uodegos dalies apkrovimo schema.

Ašmenų uodegos dalies korpusas sugeria profilį veikiančią aerodinaminę apkrovą. Dėl šios apkrovos odoje atsiranda normalūs įtempimai. Be to, priklausomai nuo odos tvirtinimo prie koto konstrukcijos, joje gali atsirasti papildomų normalių ir tangentinių įtempimų, į kuriuos taip pat reikia atsižvelgti renkantis odos storį. Kadangi aerodinaminė apkrova kinta išilgai mentės ilgio ir laike, jos sukuriama šlyties jėga Q ir momentas M linkę lenkti uodegos dalį aukštyn arba žemyn (6.5 pav.).

Šiuo atveju normalūs įtempiai atsiranda odoje nuo momento, o tangentiniai įtempimai atsiranda dėl kirpimo jėgos odoje ir šonkaulyje. Sukimosi plokštumoje besilenkiantis ašmenų kotas linkęs tempti skyrių kartu su savimi.

Tokiu atveju korpuse atsiranda papildomų įtempių. Kai špagatas sulenkiamas išoriniu radialiniu galu į priekį (sukantis) skyriaus vidurinėje spindulio dalyje, statmenose stygai ir jai lygiagrečiose srityse atsiranda normalūs gniuždymo įtempiai, o skyriaus galuose – tempimo įtempiai. Kai ašmenys pasilenkia pliūpsnio plokštumoje, korpuse taip pat atsiranda įtempių.

5. NV ašmenų konstrukcijos-galios schemos parinkimas

Sparnas ir uodega yra pritvirtinti vienas prie kito naudojant lipnią jungtį. Koncentruotas jėgas suvokia: ašmenų tvirtinimo taškas (išcentrinių ir aerodinaminių jėgų reakcijos). Tada jie perkeliami į sraigtasparnio NV įvorės įvorę.

Peilio špagatas pagamintas iš profiliuoto sluoksnio besisukančio apvalkalo, kurio skerspjūvis kintamas per tarpatramį. Kai spyruoklė yra sulenkta, sluoksniai patiria kintamą įtempimą ir suspaudimą, todėl pavojingoje atkarpoje galimas vietinis plonos koto sienelės stabilumo praradimas, o kritiniai lenkimo įtempiai laikomi destruktyviais.

Ašmenų uodegos dalis suprojektuota kaip profiliuota trijų sluoksnių plokštė su korio šerdimi. Kai skyrius sulenktas, viršutinis ir apatinis sluoksniai patiria įtempimą-suspaudimą, todėl pavojingoje atkarpoje galimas vietinis plonos skyriaus odos stabilumo praradimas, o kritiniai lenkimo įtempiai laikomi destruktyviais.

Ašmenų tvirtinimo mazgo elementų skerspjūviai parenkami pagal trūkimo įtempius, o saugos koeficientas turi būti ne mažesnis kaip vienas.

6. Projektavimo parametrų parinkimas

Šie projektavimo parametrai turėtų būti laikomi:

a) Geometriniai peilio sekcijos parametrai (3 pav.), (2 lentelė)

2 lentelė.

b) Sudėtinių ašmenų elementų masės parametrai (3 lentelė)

3 lentelė.

7. Apkrovos dėklai

1. Užvedimo režimas.

Šiuo atveju atliekame statinį ašmenų skaičiavimą ir nustatome įtempius,

veikiant išcentrinei jėgai.

Apskaičiuojame užpakalinę dalį su jungiamaisiais mazgais stiprumui.

2. Parkavimas.

Šiuo atveju nustatome įtempius, veikiančius ašmenyje stovint dėl savo svorio jėgų.

3. Horizontalus skrydžio režimas su maksimaliu greičiu.

Šiuo atveju pasikliaujame klijų jungčių tvirtumu: spar - korio šerdis, spar - galinio skydelio apvalkalas.

NV ašmenų parametrų parinkimas ir stiprumo skaičiavimai.

NV peilių, pagamintų iš PCM, projektavimo procesas apima:

Ašmenų dizaino ir medžiagos pasirinkimas;

Reikalingų ašmenų elementų sekcijų nustatymas pagal statinio ir nuovargio atsparumo reikalavimus;

Ašmenų masės charakteristikų reguliavimas;

Ašmenų atšaukimas nuo rezonanso esant darbiniam greičiui;

Ašmenų aeroelastinio stabilumo atsargų užtikrinimas;

Ašmenų užpakalinių jungčių projektavimas ir ašmenų lipnių jungčių skaičiavimas.

1. Statinė ašmenų iškyša [y] stovint (ašmenų galas neturi liesti uodegos strėlės) turi būti: [y]< 0,1 r, r -радиуслопастиНВ;

a) strypą veikiantys įtempiai dėl išcentrinių jėgų neturi viršyti leistinų įtempių:

adresu R< [у R] = 60 MPa;

b) įtempiai, veikiantys strypą stovint dėl paties mentės masės jėgų, neturėtų viršyti leistinos vertės. Įtampa:

adresu adresu< [ adresu y]= 70 MPa;

3. Reikalinga plazdėjimo tipo nestabilumo riba: Hef=0,24b;

4. Natūralių virpesių dažnių apribojimų užtikrinimas.

Sraigtasparnio geležtei toks apribojimas yra gana sudėtingas dėl to, kad artėjančio srauto greitis išilgai geležtės yra kintamas ir tokių rezonansinių dažnių sraigtasparnio veikimo diapazone bus gana daug.

Pasirinkimasmedžiaga

Remiantis pagrindinio rotoriaus veikimo sąlygomis, pagrindinės renkantis

PCM ašmenų dalių medžiagai keliami šie reikalavimai:

Nuovargio stiprumas, kuris pasireiškia atsparumu įtrūkimams ir mažu jautrumu įtempių koncentratoriams;

Detalių ir jų jungčių medžiagos mechaninių savybių nuoseklumas

laikas ir išorinės veikimo sąlygos;

Technologiniai ir ekonominiai reikalavimai.

Dėl skersinis pasirinkti didelio stiprumo stiklo pluoštas SK-2561pagamintas iš virvelės stiklo pluošto T25-(VM)įjungta segtuvas 5-211B Su

Tempimo stipris [ s-- +--]=--1500MPa,

Galutinis šlyties įtempis: [ftrečia] =48 MPa Ir

suglamžyti: [ scm] =100 MPa,

medžiagos tamprumo modulis E = 55 GPa,

Puasono koeficientas m 12=--0,26,

tankis r-- =--2500kilogramas/m 3,

gali veikti iki 1000 laipsnių temperatūroje SU.

Dėl apvalkalas pasirinkite uodegos skyrių stiklo pluoštas T-10įjungta segtuvas 5-211B Su

Gniuždymo jėga [ s-- ---]=--230MPa

Turi tamprumo modulį E=27GPa,

Puasono koeficientas m 12=--0,11.

Dėl Mobilusis telefonasužpildas taikomos polimerinis kalandruotas popierius PSP-1(3-OST1 00851-77) su šešiakampe 2,5 mm dydžio ląstelės forma.

Tamprumo modulis E= 170MPa,

Tankis r-- =--42,1kilogramas/m 3.

Klijuojamoms jungtims korio uodegos dalis su špagatu pasirinkti klijaišaltas kietėjimas PU-2, klijai turi galimybę putoti, didėja apimtis, užpildydami 0,1–3 mm tarpus.

Su lipnios siūlės storiu dĮ=--0,35mm

Turi šlyties stiprumą[ t-- ]pamaina=--18MPa,

Šlyties modulis G=--42MPa.

Dėl klijavimo uodegos skyriaus korpusas prie koto Paimkime karštai kietėjantys klijai VK-9. Naudojamas plienų, aliuminio ir titano lydinių klijavimui tarpusavyje ir prie nemetalinių medžiagų. Radijo inžinerijos gaminiams, lipnioms srieginėms jungtims. Tai klampi, tekanti pilka masė. Darbinės temperatūros diapazonas nuo minus 196° iki 125°C.

Šlyties stiprumas

Šlyties modulis

Dėl varžtai pasirinkti plieno 45G Pagrindinis šio plieno privalumas yra grūdinimas iki didelio storio.

Šlyties stiprumas yra [ftrečia] =370 MPa.

8. Statinis ašmenų skaičiavimas

Suprojektuotas peilis turi atitikti šiuos reikalavimus:

1. Statinio iškyšos užtikrinimas stovint (ašmenų galas neturi liesti uodegos strėlės): .

2. Statinio stiprumo reikalavimų užtikrinimas:

a) strypą veikiantys įtempiai dėl išcentrinių jėgų neturi viršyti leistinų įtempių: .

b) įtempiai, veikiantys strypą stovint dėl paties mentės masės jėgų, neturi viršyti leistinų įtempių: .

3. Reikalinga plazdėjimo tipo nestabilumo riba: .

Užvedimo režimas.

Įtampų nustatymas,veikiantis ašmenų skerspjūvyje nuo išcentrinės jėgos

Norėdami apskaičiuoti ašmenis, naudojame modelį, kurį pasiūlė A.V. Nekrasovas – baigtinių elementų metodas. Nedeformuotas peilis yra padalintas į 9 lygias dalis, kurių dalys yra statmenos jo ašiai. Kiekvienos sekcijos spindulys, visų sekcijų ilgis vienodas ir vienodas.Mentelės masė sutelkta į 8 taškus, kurie yra tarpusavyje sujungti tampriais elementais, kurių standumas kiekvienoje padalos atkarpoje yra pastovus.

Kiekvienoje ašmenų sekcijoje yra vidinės jėgos faktoriai: lenkimo momentas M i, normalus N i ir pjaustymas K i jėga.

Tam tikro tipo špagatui pagal ašmenų profilio koordinates programa sukonstruoja būdingas teorines dalis, kurios supaprastintos susideda iš šių konstrukcinių elementų: špagatas, korio blokas, šaldymo korpusas, apsauga nuo plazdėjimo. Kiekvienai teorinei sekcijai pagal brėžinį nustatomi šie parametrai:

P holas, m - sparno perimetras ties vidurio linija;

F holas, m 2 - sparno skerspjūvio plotas;

d ilgai, m-sparnio storis;

X c.t. ilgai,Y c.t. holas. , m - sparno svorio centro koordinatės;

F bendras, m 2 - cheminės įrangos dengimo plotas;

X c.t. Generolas. , m - odos svorio centro koordinatė;

F šimtas, m 2 - ląstelių bloko plotas;

X c.t. šimtas, m - ląstelių bloko svorio centro koordinatė;

X c.t. krovinys, m - antiplazdėjimo apkrovos svorio centro koordinatė.

Apskaičiuojama kiekvieno elemento masė i-ta teorinė dalis:

Kur Su, kg/m 3 - atitinkamo elemento medžiagos tankis, nurodytas pamatiniuose duomenyse;

-----------------DR = R aš+1-R i, m atstumas tarp i-m ir i+1 -m sekcijos.

Ašmenų sekcijoje dėl išcentrinės jėgos veikiančių įtempių apskaičiavimas apibendrintas 4 lentelėje.

Išvada: Maksimalus strypas įtempis yra N = 59,7 MPa, todėl N = 59,7 MPa<[у N ]=60МПа. Требование по статической прочности выполняется.

9. Stiprumo skaičiavimasašmenų ir įvorės jungtis

Geletės ir įvorės jungtis yra „aus-šakės“ tipo sujungimo elementas, o įrenginio stiprumo skaičiavimas sumažinamas iki jungiamųjų angų, esančių ašmenų koto užpakalinėje dalyje, stiprumo skaičiavimo. Skaičiuojant išorinės jėgos faktoriumi laikomas ašmenų išcentrinė jėga.

Šio tipo „ausies-šakės“ jungties peilis žymimas „ausies“ jungtimi, o sunaikinimo tipai laikomi būdingais, kurių kritiniai parametrai yra šie:

jungiamųjų varžtų skersmuo;

koto skerspjūvio plotas sujungimo angų ašių plokštumoje;

jungiamųjų medžiagų fizinės ir mechaninės charakteristikos.

Pradiniai skaičiavimo duomenys:

„saugos koeficientas“ visais projektavimo atvejais f = 2;

atsparumas tempimui: stiklo pluošto folija: [ in] = 2,810 8 Pa;

Didžiausias varžto šlyties įtempis (plienas 45G): [ c ] b = 3,7 10 8 Pa;

Galutiniai stiklo pluošto šlyties įtempiai (T-25(VM)-78):

[ in] stiklo pluoštas = 1,4 10 8 Pa;

Didžiausias stiklo pluošto gniuždymo įtempis (T-25(VM)-78):

[ cm ] stiklo pluoštas = 4,4 10 8 Pa;

išorinės jėgos koeficientas: ašmenų išcentrinė jėga N cb 56806.31N;

leistinas pakuotės griūties įtempis: pakuotė =0,8 10 7 Pa;

varžtų šlyties plokštumų skaičius: n av =4

skylių skaičius skydelyje: n skylių =4

Ašmenų užpakalinės dalies jungties parametrus parenkame pagal ašmenis veikiančią išcentrinę jėgą.

Jungiamųjų varžtų šlyties stipris.

Nustatykite varžto, pritvirtinančio mentę prie įvorės, skersmenį:

Būklė jungiamųjų varžtų šlyties stiprumas(4 pav., a) nustatomas pakankamas jų skersmuo ir atitinkamai jungiamųjų angų skersmuo. Ši sąlyga apibrėžiama kaip

skaičiavimas f [ V ],

Kur skaičiavimas - skaičiuojama įtempio vertė „prie šlyties“; f- „saugos faktorius“; [ in ] yra varžto medžiagos „pjūvio“ įtempio ribinė vertė.

Kadangi varžtas įkištas į įvorę, pridedame kitą įvorės dydį:

d=12,22+6=18,22 mm

varžtas d =20 mm

saugos riba:

n=[ V ]/ skaičiavimas f 1

[ skaičiuoti ]= MPa;

2. Nustatykite folijos sujungimo paketo storį

pirmasis aproksimavimas šerdies skydelyje pagal gniuždymo sąlygas

Plokštės pakuotės storis.

3. Nustatykite folijos storį.

Koeficientas 0,2 yra 20% pakuotėje esančios folijos, tokiu procentu gaunami optimalūs jungties parametrai.

4. Nustatykite laido storį.

Kur yra folijos sluoksnių skaičius.

Indeksas „m“ rodo, kad reikšmė nurodo vienasluoksnį sluoksnį. Folijai iš titano lydinio OT-4 ir - audiniui T-25(VM)-78.

5. Nustatykite špagos storį.

6. Nustatykite klijų storį.

7. Nustatykite folijos sujungimo paketo storį

antrasis aproksimavimas sparno skydelyje.

13,809 mm

8. Nustatome ir analizuojame:

a) Jei =0, pereikite prie ašmenų geometrijos nustatymo.

b) Jei >0, pridėkite kordinio audinio sluoksnių skaičių.

c) Jei<0 - переходят к определению геометрии лопасти, используя в качестве толщины пакета значение.

<0 - переходим к определению геометрии лопасти, используя в качестве толщины пакета значение

Mes pradedame nustatyti saugos ribas, naudodami vertę kaip pakuotės storį.

Ašmenų užpakalinės dalies stiprumas nuplėšti(4 pav., b):

Daugiausia priklauso nuo špagos skerspjūvio ploto jungiamųjų angų ašių plokštumoje. Stiprumo sąlyga šiuo atveju: skaičiavimas f [ kur skaičiavimas - skaičiuojama įtempių reikšmė operatyviniu atveju; f- saugos faktorius; [ in ] rast yra ribinė medžiagos įtempių vertė. Ir efektyvių įtempių dydis apskaičiuojamas pagal formulę:

skaičiavimas = Ncb/f.

Sparčio pjūvio plotas F skyrius, reikalingas šioms formulėms naudoti, nustatomas pagal formulę:

Kur F vn.knt, F plst, F skylės - atitinkamai špagos išorinio kontūro plotas, ertmė ir bendras angų skerspjūvio plotas.

Pateikdami plotus kaip sparno sekcijos geometrinių parametrų funkcijas, gauname išplėstą formulę:

Kur b l, c l - atitinkamai koto plotis ir aukštis nagrinėjamoje atkarpoje; c , n - sparno „sienos“ ir „lentynos“ storis; n atsakyk, d- atitinkamai angų, skirtų elementams jungti, skaičius ir skersmuo.

F sekcija = 0,02541 m2

apskaičiuota =34,165 MPa;

saugos riba

n= [ in ] augimas / skaičiuoti = 4,1

Jėga išdžemperio prasiveržimas

Kai nustato stiprumas pagaldžemperio prasiveržimas(4 pav., c) naudokite formule išreikštą sąlygą

Kur f- „saugos faktorius“; n ps – bendras iškirptų plokštumų skaičius; n yra pjūvio „sienos“ storis; b- džemperio plotis, [ in ] – ribojantys šlyties įtempiai šlyties medžiagai.

saugos riba

n=[ V ]/ skaičiavimas f= 1,41

Surinkimo stiprumas, pagrįstas besiliečiančių dalių paviršių sutraiškymo būkle(2 pav., d) nustatoma pagal sąlygą:

cm skaičiuot = f N Centrinis bankas/ n n cm P d [ cm ],

Kur f- „saugos faktorius“; n p cm - bendras suspaudimo paviršių skaičius; n yra atraminio paviršiaus aukštis; d-susiliečiančių paviršių skersmuo; [ cm] – didžiausias guolio įtempis besiliečiančių dalių medžiagai.

žr. skaičiavimą = 155,025 MPa

saugos riba

n= [ cm ]/ skaičiuojama =1,42

Išvada: tenkinamos ašmenų ir stebulės sandūros stiprumo sąlygos.

Parkavimas

Įtempių, veikiančių ašmenyje, nustatymastoyanka nuo savo svorio jėgų

Įtempiai, veikiantys ašmenį stovint dėl savo svorio jėgų, apskaičiuojami pagal formulę:

Kur M i, N. m - lenkimo momentas, veikiantis ties i ašmenų dalį nuo savo svorio jėgų. Priimtame modelyje:

kur ilgis i– skyrius,

W x- atsparumo lenkimui momentas:

Kur aš x- inercijos momentas i- pjūvis pagrindinės centrinės ašies ašies atžvilgiu X.

Mentės įlinkis dėl savo svorio stovint apskaičiuojamas integruojant sijos tamprios linijos diferencialinę lygtį:

EI- ašmenų standumas.

Priimtame modelyje įlinkis į i sekcija apskaičiuojama pagal formulę:

Kur ts i, rad - srovės sekcijos sukimosi kampai nustatomi pagal išraišką:

Įtempių, veikiančių ašmenyje stovint dėl savo svorio jėgų, apskaičiavimas apibendrintas lentelėje Nr.

Išvada:Įtempiai, veikiantys strypą stovint dėl paties mentės masės jėgų, neviršija leistinos vertės. Įtampa:

adresu adresu = 39,9 MPa< [ adresu y]= 70 MPa

Maksimalus ašmenų įlinkis nuo savo iškyšos yra 0,292 m, tai yra žymiai mažiau nei 0,1 r= 0,51m. Tenkinamos statinio stiprumo sąlygos.

10. Horizontalus režimasskrydis maksimaliu greičiu

Pradiniai duomenysskaičiavimui

Apibrėžimasapskaičiuotaspaskirstyta apkrova

Apkrova nustatoma būdingai ašmenų atkarpai (5 pav.).

Kur f=2 - saugos faktorius,

S ots . =b L ots. - skyriaus zona

S ots . =b L ots = 1143210 mm 2

c = 1,226kg/m 3 - oro tankis,

V yra srauto greitis būdingoje mentės dalyje.

V aukštas =70 m/s – Sraigtasparnio skrydžio greitis,

R 07 = 0,7L-spindulys būdingos ašmenų pjūvio

L = 5,1 m – ašmenų ilgis,

u yra varžto sukimosi greitis.

Apkrovos pasiskirstymas išilgai stygos apskaičiuojamas normaliam srautui:

Iš trikampių panašumo randame:

Su šiuo apkrovos paskirstymu gauname:

17134.169N

Momentas nuo aerodinaminės apkrovos:

Didžiausias momentas dėl paties ašmenų svorio jėgų pagal lentelę:

M svorio = 347,852 Hm

M svorio

Apskaičiuota paskirstyta apkrova nustatoma pagal aerodinaminę apkrovą ir mes priimame:

Uodegos dalies skaičiavimas

Stiprumas esant normaliam odos įtempimui

1. Pirmuoju apytiksliu būdu pasirenkamas odos storis.

2. Nustatyti įtempiai dangose, atsirandantys veikiant projektinei apkrovai N:

3. Nustatomi kritiniai įtempiai bendram konstrukcijos stabilumo praradimui:

= 110,815 MPa

L ašmenų uodegos dalies ilgis. D – korio struktūros lankstumas. m t – konstrukcijos atramos koeficientas.

= 0,314Nm

5589743,59 N/m

h – užpildo aukštis. µ – apvalkalo medžiagos Puasono santykis.

k – Shift parametras.

G xz – šlyties modulis didžiausio standumo kryptimi.

r yra šešiakampės ląstelės paviršiaus dydis, d c yra užpildo paviršiaus storis, G m yra užpildo medžiagos šlyties modulis.

4459MPA

µ yra Puasono santykis užpildo medžiagai.

4. Palyginamos normaliųjų įtempių konstrukcijoje reikšmės, atsirandančios dėl projektinės apkrovos N ir kritinių įtempių bendras stabilumo praradimas. Turi būti įvykdyta ši sąlyga:

Jei sąlyga neįvykdoma, oda praranda stabilumą. Būtina padidinti odos storį, sumažinti ląstelės krašto dydį ir padidinti ląstelės krašto storį.

Agregato šlyties stipris

5. Nustatomos šlyties jėgos užpilde.

0,0151N/m

6. Nustatyti šlyties įtempiai užpilde.

MPA

7. Nustatomi vietiniai užpildo lenkimo įtempiai.

8. Lyginamos šlyties įtempių ir kritinio šlyties įtempių vertės užpilde. Turi būti įvykdyta ši sąlyga:

Jei sąlyga neįvykdyta, tuomet reikia padidinti ląstelės krašto storį ir sumažinti ląstelės krašto dydį.

Pagal tangentinius įtempius korpusuose

9. Nustatomi tangentiniai įtempiai oduose.

123,99MPa

123299N/m

m с - koeficientas, priklausantis nuo poslinkio parametro k (6 pav.)

10. Nustatyti kritiniai lokalaus odos sulinkimo įtempiai dėl šlyties apkrovos.

871.82 MPA

11. Sąlygos įvykdymas tikrinamas:

Jei sąlyga neįvykdyta, reikia padidinti odos storį.

Išvada: Išlaikomas uodegos dalies stiprumas.

Klijų skaičiavimasjungtysuodegos dalis su sparnu

Šaltiniai duomenysskaičiavimams








Sušimtas
Su bendras


Taip viskas gerai

Galinės plokštės odos lipnios jungties su špaga apskaičiavimas

Remiantis aerodinaminių apkrovų įtempių dydžiu ir įtempių dėl koto deformacijų sukimosi plokštumoje dydžiu, galima rasti tangentinius įtempius, atsirandančius lipniajame sluoksnyje, kuris skirtas klijuoti skyrių prie koto. Lipniosios jungties skaičiavimas pradedamas apskaičiuojant apkrovas, patenkančias į uodegos sekciją projektinėje 1-1 cm atkarpoje. 7 pav.

Jungiant uodegą prie uodegos skyriaus, turime 2 tipų lipnias jungtis: 1) Persidengimas – kai uodegos skyriaus odelę jungiame prie koto (A zona); 2) Nuo galo iki galo – jungiant korio bloką prie špagato (zona B).

Uodegos skyriaus odos lipnios jungties su špaga apskaičiavimas

Uodegos skyriaus odos lipnios jungties su špaga apskaičiavimas atliekamas tokia seka:

1. Nustatykite lenkimo momentą projektavimo 1-1 skyriuje:

Koriolio jėga:

Klijų tipo pasirinkimas

Karštai kietėjančių klijų pasirinkimas VK-9, naudojamas plieno, aliuminio ir titano lydinių klijavimui tarpusavyje ir prie nemetalinių medžiagų. Radijo inžinerijos gaminiams, lipnioms srieginėms jungtims. Tai klampi, tekanti pilka masė. Darbinės temperatūros diapazonas nuo minus 196° iki 125°C.

Klijų jungties ploto nustatymas

Iš pamainos būklės:

F- klijavimo plotas, m 2

Leistini įtempiai lipnioje jungtyje, [MPa]

Įtempių koncentracijos koeficientas lipnioje jungtyje.

Vidutiniai įtempimai lipnioje jungtyje.

Juostinės lipniosios jungties projektinė schema (8 pav.):

Klijų siūlės vidutinių įtempių nustatymas:

(stiklo pluošto špagatasSK-2561);

(T-10 galinės plokštės apdaila);

(uodegos skydelio odos storis);

(klijų sluoksnio storis VK-9);

(lipniojo sluoksnio šlyties modulis VK-9)

Reikalingas klijavimo plotas:

Reikalingas persidengimo ilgis:

Priimta dėl technologinių priežasčių, atsižvelgiant į nuovargio gedimo ribą

B= 14 mm

Klijų jungties stiprumo patikrinimas:

Lipniosios jungties tarp korio bloko ir špagato sienelės apskaičiavimas

Vidutinė klijų jungties jėga:

Klijų tipo pasirinkimas

Pasirinkite klijaišaltas kietėjimas PU-2. Klijai turi galimybę putoti, didėja apimtis, užpildydami tarpą 0,1–3 mm. Šaltai kietėjančius klijus PU-2 renkamės dėl to, kad jungties srityje negalima šildyti, klijai turi galimybę putoti, didėja tūris, užpildydami 0,1-3 mm tarpus.

[f] pamaina = 18 MPa

Klijų jungties ploto nustatymas:

m 2

Įtempių koncentracijos koeficiento nustatymas klijų jungtyje:

0,358 MPa

(stiklo pluoštas SK-2561);

(BFSC popierius);

(Sparčio sienelės storis A zonoje);

(popieriaus storis);

(lipniojo sluoksnio storis PU-2);

(lipniojo sluoksnio PU-2 šlyties modulis)

MPA

Klijų jungties stiprumo tikrinimas

Išvada: Klijuojančių siūlių tvirtumo sąlyga yra įvykdyta.

Skaičiavimų analizė. Bendrosios išvados

Ar atlikus skaičiavimus buvo gautos tokios saugos ribos? suprojektuotam peiliui, pateikta 4 lentelėje.

4 lentelė

Saugos ribos uodegos daliai
Pagal įprastus įtempius korpusuose
Dėl šlyties įtempių užpilde
Pagal tangentinius įtempius korpusuose
Saugos ribos lipnioms jungtims
Norėdami prijungti odą prie sparno
Norėdami prijungti šerdį prie šerdies
Saugos riba ašmenų kotui
Nuo išcentrinės jėgos veikimo
Saugos ribos, skirtos ašmenų tvirtinimui už galo
Išilgai varžto pjūvio
Atskyrus ašmenų užpakalinę dalį
Norėdami ištraukti džemperį
Pagal besiliečiančių dalių paviršių griūties būklę

Bendra išvada: išlaikomas PCM ašmenų elementų, jo jungčių ir tvirtinimo mazgo tvirtumas. Pagal 4 lentelę, ašmenų masė yra 19,3 kg, tai yra žymiai mažesnė nei panašių metalinių rotoriaus menčių masė.

SUnaudotos literatūros sąrašas

Bašarov E.A., Dudčenko A.A. -Struktūrų skaičiavimas iš PCM. Pamoka. M.MAI - 2014 m

Basharovas E.A. -Sraigtasparnių blokų projektavimas-Metodinis vadovas-M.MAI - 2016 m.

Paskelbta Allbest.ru

...

Panašūs dokumentai

Lėktuvo AN-148 konstrukcijos, jo komponentų aprašymas. Variklio projektoriaus antgalio skydo konstrukcijos stiprumo skaičiavimas, jo apkrovos diagrama. Technologinis rišiklio EDT-69N paruošimo procesas. Ekonominis kompozitinių medžiagų įvedimo efektas.

baigiamasis darbas, pridėtas 2012-05-13

Lengvojo lėktuvo fiuzeliažo iš polimerinių kompozitinių medžiagų projektavimo varianto parengimas ir skaičiavimais priimtų sprendimų pagrindimas. Technologinis konstrukcijos gamybos procesas. Plonasienių vamzdynų dalių defektų analizė.

baigiamasis darbas, pridėtas 2015-11-02

Mentės montavimo schemos, orientavimo būdo ir projektavimo parametrų parinkimas. Idealiųjų ir projektinių galios koeficientų nustatymas. Vėjo rato matmenų parametrų skaičiavimas. Peilį veikiančių apkrovų, jo svorio, išcentrinių inercijos jėgų nustatymas.

kursinis darbas, pridėtas 2014-12-01

Polimerinių kompozitinių medžiagų apdirbimo lazeriu principų ir technologijų kūrimas. Pavyzdinio lazerio instaliacijos pluošto lazerio pagrindu tyrimas, skirtas medžiagų pjovimo lazeriu technologijoms išbandyti. Įrangos sudėtis, emiterio parinkimas.

kursinis darbas, pridėtas 2013-10-12

Gaminių gamyba iš kompozicinių medžiagų. Parengiamieji technologiniai procesai. Armatūros medžiagos kiekio apskaičiavimas. Technologinių įrenginių parinkimas ir paruošimas eksploatuoti. Formavimas ir gabalo laiko skaičiavimas, konstrukcijos formavimas.

kursinis darbas, pridėtas 2016-10-26

Sparnų apkrovos normavimas. Flanšų ir sienelių projektavimas. Sparno sekcijos geometrinių parametrų skaičiavimas. Atramos tvirtinimo prie koto konstrukcija. Technologinis dizaino formavimo ir kokybės kontrolės procesas.

baigiamasis darbas, pridėtas 2012-04-27

Tinkamiausios medžiagos ir rotacinio tipo vėjo turbinos mentės tvirtinimo būdo nustatymas pagal standumo sąlygas. Sijų poslinkių analizė lenkimo metu. Pagrindinių jėgos faktorių, atsirandančių sijoje, apskaičiavimas, priklausomai nuo tvirtinimo tipų.

baigiamasis darbas, pridėtas 2013-12-04

Parengiamieji technologiniai procesai gaminių iš kompozitinių medžiagų gamybai. Prepreg pjovimo schema. Jai impregnuoti reikalingo armuojančios medžiagos ir rišiklio kiekio apskaičiavimas. Kūrinio laiko formavimas ir skaičiavimas.

kursinis darbas, pridėtas 2012-02-15

Kniedžių, jungiančių diržą ir koto sienelę, apatinę ir viršutinę ąsą, statramstį ir pavojingą D-D šakės atkarpą, skaičiavimas. Suminės jėgos, veikiančios varžtą, nustatymas. Masės centro koordinačių radimas. Jungties sujungimas su diržu ir šoninės briaunos sienele.

testas, pridėtas 2013-12-15

Lėktuvo RSM-25 „Robust“ sparno koto gamybos technologija iš kompozicinių medžiagų su įtvarais. Sparną veikiančių apkrovų nustatymas, konstrukcijos tvirtumo ir stabilumo užtikrinimas; jėgos sąveika, reikalavimai užpakalinėms jungtims.

Disertacijos įvadas (santraukos dalis) tema „Sraigtasparnio rotoriaus mentės apkrovos ir stiprumo tyrimas manevringais ir nestabiliais režimais“

Panašios disertacijos specialybėje "Orlaivių stiprumas ir šiluminės sąlygos", 07/05/03 kodas VAK

Sraigtasparnio atramos sistemos kompozitinių konstrukcijų elementų įtempių deformacijų, ribinių būsenų ir slopinimo charakteristikų skaičiavimas 2014 m., technikos mokslų kandidatas Gorelovas Aleksejus Viačeslavovičius

Žiroplano dinaminiai modeliai ir konstrukcijų apkrovos sąlygų normalizavimas 2005 m., technikos mokslų kandidatas Kalmykovas, Aleksejus Aleksandrovičius

Automatiškai besisukančio pagrindinio rotoriaus dinamika ir stiprumas 2003 m., technikos mokslų kandidatas Polyntsevas, Olegas Jevgenievičius

Orlaivio su aukštu kraštinių santykiu sparno aeroelastinių savybių gerinimas 2008 m., technikos mokslų kandidatas Mazutskis, Andrejus Jurjevičius

Itin lengvų ir labai lengvų sraigtasparnių taikymo srities išplėtimo metodai 2013 m., technikos mokslų daktaras Dudnikas, Vitalijus Vladimirovičius

Disertacijos išvada tema „Orlaivių stiprumas ir šiluminės sąlygos“, Averjanovas, Igoris Olegovičius

Disertacinio tyrimo literatūros sąrašas Technikos mokslų kandidatas Averjanovas, Igoris Olegovičius, 2012 m

Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą

Panašūs dokumentai