Учебные пособия / Тарасов Ю.Л. Расчет на прочность

4.2.2.6Объем газовой камеры

Зная площ адь порш ня, находим начальны й объем газовой камеры:

V0 = FH

(4.22)

4.2.2Л Высота hx уровня жидкости

Высота Иж уровня жидкости над верхней буксой находится по

формуле

“

2 ~

( , >

max 1-		£ > и	(4.23)
	\
_		ч	_

где S - максимальный ход поршня; d - внешний диам етр штока;

D- внутренний диаметр цилиндра.

Внутренний диаметр цилиндра и внешний диаметр ш тока можно

найти в зависимости от типа амортизатора.

4.2.2.8 Схема амортизационной стойки

После определения всех размеров вычерчивается схема амортиза­ ционной стойки (рис. 4.5). И з конструктивных соображений вы бира­ ется площ адь плунжера

F„., = (0.4...0,6)F .

(4.24)

4 .2 .2 .9 О пределение площ ади проходны х отверстий для гидросмеси

П лощ адь проходных отверстий определяется по формуле

( 4 - 2 5 )

К оэф ф ициент гидравлического сопротивления принимается равным 1,6...1,7. М ассовая плотность гидросмеси р изменяется в преде­ лах (1070...1170) кг/м 3 и зависит от ее состава.

60

плунжер

цилиндр

плунжер

пружина

поршень

верхняя букса

поршень

нижняя букса

Q

Рисунок 4.5 - Схема амортизатора (а) с клапаном торможения при обратном ходе (б) или с профилирующим отверстием

61

Силу сопротивления жидкости можно найти для лю бого значе­ ния хода порш ня 5 по формуле

(4.26)

задаваясь предварительно характером диаграм мы обжатия ам ортиза­

тора 2(х) (см. рис. 4.10).

Известны две ординаты этой диаграммы . В момент трогания поршня при 5 = 0 полная осевая сила в стойке равна Q0 = <pmzPn, а в копие

хода поршня при S = Л',:

Между этими точками проводится кривая так, чтобы:

1) площ адь, ограниченная кривой Q(s), равнялась в масштабе работе ам ортизатора А ам\ 2) кривая бы ла плавной и имела наибольш ую ординату в конце хода поршня.

П олный ход порш ня разбивается на ряд небольших интервалов

A S,, и находится скорость поршня
			(4.27)
	Скорость опускания центра массы самолета
			(4.28)
где	=	, + й ) .	14. 2 9 )
	Величины Q. t и Qt снимаются с диаграммы Q{s)
	По значению Q определяем силу обжатия пневматика Г.		-----
			-<Рь,

а по диаграмме работы пневматика (см. рис. 4.6) - величину обжатия 5, и вычисляем АЗ, = 3 , -

62

Тогда приращение работы пневматика будет равно

(4.30)

П олагая, что на интервале дS, передаточное отношение <f>,(.S’) постоянно, можно определить приращение величины опускания центра массы самолета:

Ду, = AS, + <peAS,

(4.31)

Ч тобы вести расчеты по формуле (4.22), нужно определить скорость поршня в конце первого интервала ДSt .Для этого необходимо вычислить скорость опускания центра массы самолета к моменту трогания поршня:

(4.32)

Здесь - скорость опускания центра массы к моменту касания пневма­ тиками земли определяется по формуле

(4.33)

где S0 - обжатие пневматика к моменту трогания поршня (определяется

из диаграммы (рис. 4.2) по величине PJ;

А'пн ~ работа пневматиков к моменту трогания поршня;

А н - нормированная работа;

	8к - обжатие пневматика к концу хода поршня, при расчете по работе
Л’" = Ams			его следует принять равным 8Г„ .
		Все расчеты сводятся в таблицу (см. табл. 4.2), и строятся графики
- -	,	/	в зависимости от хода поршня, а также диаграмма работы
dt		dt
ам ортизатора Q{S) с выделением на диаграмме сил Q„(s),				£?г(^)-
П римерный вид этих графиков представлен на рис. 4.7 и 4.8.

63

Таблица 4.2 - Расчет площади сечения проходных отверстий для гидросмеси

№									1
	S,	AS,	Q,	v,	Q„,	<p«	P,	$	>	M ,,,	M™	AU,	Ду,			1dS I	f
точек														Ш
																U и ,
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	1!	12	13	14	15		16	17
0	0 -		a n		0				-	-		-	-	f dy\		0	-
														Ы	,
1
2

к	SK AS. a К 0 P™-	0	0 -
X	SK	4,,,

Рисунок 4.7 - Диаграмма работы амортизатора шасси

dy
dt
ds	Ж
dt

dy	ds
Рисунок 4.8 - Изменение скоростей	— и площади отверстии для

перетекания гидросмеси в зависимости от хода поршня

По приведенной методике разработана и написана программа расчета на ЭВМ параметров амортизации /11/.

4.3 О расчете элементов шасси на прочность

Расчет шасси на прочность проводится для заданного расчетного случая с использованием Норм прочности самолетов.

С огласно рассматриваемому случаю определяется расчетная нагрузка Р? и ее направление.

При спаренных колесах во всех случаях должна быть рассмотрена неравномерная нагрузка на колеса: на одном колесе 0,6 и на втором 0,4 общей нагрузки.

Если к самолету предъявляется требование систематической эксплуатации на грунтовых аэродромах, распределение нагрузок между спаренными колесами должно быть принято в отношении 0,7:0,3.

Д ля осн овн ой стойки , имею щ ей м ногоколесную тележку, распределение нагрузок между колесами тележки дается в Нормах прочности в соответствии с рассматриваемым случаем нагружения.

Ш асси рассм атри вается как геом етрически неизменяемая система. Расчетная схема берется для случая эксплуатационного

65

обж атия ам ортизатора и пневматика. Далее определяются составляю ­ щие р асч етн о й нагрузки по оси стойки Ру и перпендикулярно к ней Р х и Р- и строятся эпю ры осевых сил, перерезываю щ их сил, изгиба­ ющ их и крутящ их моментов (N , QX,Q . , М ., Л/.) для всех элементов шасси.

П о найденны м значениям силовы х ф акторов подбираю тся сечения элем ентов ш асси и определяю тся коэффициенты избы тка прочности .

4 .3 .1 Расчет балочной схемы шасси

Д ля оценки прочности шасси балочной схемы вычисляются зна­ чения напряж ений в штоке, цилиндре, подкосе и полуосях колес.

Н орм альны е напряжения в сечении ш тока будут равны:

	М ,	N	(4 34)
	сг = ± —— з—
	W	F ’	'	'
где	Мшг= ^М ] + М г ,			(4.35)
W	- момент сопротивления изгибу;
F - площ адь сечения.
	Т ак как шток работает на сжатие, то за разруш ающ ее напряже­
ние следует принят ь критическое напряжение, равное
	0.3ES			(4.36)
	=
где Е - модуль упругости материала штока;
D - диаметр штока:
S	- толщ ина стенки штока.
	Д ля подбора сечения шгока,	задаваясь а	= 0,5оу , можно опРе ‘
	D
делить — , И- и т ' .
	6
	Условие прочности для стойки-цилиндра определяется формулой
(третья теория прочности)
	, = -/(сг^-ст)2 + 4г2 < сг,,			(4.37)
где сг, - окружное напряжение;

ст - меридиональное напряжение; г - касательное напряжение от кручения.

66

О кружное напряжение можно найти из формулы

о-( =

.

(4.38)

25п

где D и 8и - диам етр и толщ ина стенки цилиндра;

р пт - максимальное давление газа в цилиндре

Qr max	, j «л.
Р ^ = —Е - ,	(4.39)

a Qr х - сила сопротивления газа к концу хода поршня (берется из расчета амортизации);

-площ адь газового поршня.

Меридиональное напряжение будет равно

			(4.40)
где а,	- напряжение от изгиба моментом		Мтг (формула 4.35);
0..	су,
	= — - меридиональное напряжение от давления ршм.
	К асательное наряжение от крутящего момента
	М	М „	(4.41)
	Wкр	2Wusг
	Н ормальны е напряжения в полуосях будем определять, исходя
из их работы на изгиб:
	о = ^	,	(4.42)
где Л/	находится согласно (4.35).
	Для подбора сечения полуосей можно принять 0 = 0 , и опреде­
лить из (4.42) потребное значение

4.3.2 Расчет шасси с рычажной подвеской колеса

Для шасси с рычажной подвеской колеса (см. рис. 4.1, б) рассчи­ тываю 1ся напряжения в сечениях стойки, амортизатора, штока, рычага

иполуоси.

Подбор сечения ш тока и определение напряжений в нем прово­

дится согласно 4.3.1.

67

П рочность цилиндра ам ортизатора проверяется на разрыв по образующей

а = /РпаЛ <сг	(4.43)
ч
где / - коэф ф ициент б езоп асн ости (обы чно приним аю т	/ = 3). а
Pm,x определяю т по (4.39).
И з условия (4.43) находим
< -2 а "	(4.44)
fp max
Задавш ись сг,, можно определить — и подобрать сечение.
5<,
Для стойки условие прочности имеет вид
<о«	(4.45)
V Wч> У

Далее расчет можно вести как для полого вала, работаю щ его на изгиб и кручение. Если же стойка служит и дополнительной емкостью для сжатого газа, то в этом случае расчет следует вести согласно (4.37) и (4.38), принимая з а р тах начальное давление сж атого газа.

Для ры чага, имеющего некруглое сечение, необходимо опреде­ лить напряжения отдельно от М, и М.:

« г ' Л	и ^ ^ ,	(4.46)
(f,	W,

где W и W моменты сопротивления относительно соответствующих осей.

Н ормальны е напряжения в опасном сечении суммируются:

а = сг'+сг"

(4.47)

Далее подбираем сечение из условия работы на изгиб, находим

эквивалентное напряжение для опасного сечения и сравниваем с сг,:

= э/еД +4г2 S (7 ,,

(4.48)

м

где г = — - - касательное напряжение;

Q - удвоенная площ адь фигуры, ограниченная средней линией сечения рычага;

S - толщ ина стенки рычага.

Расчет полуоси проводится по (4.42).

68

4.3.3 Порядок расчета шасси с тележкой

П орядок расчета шасси с тележкой мало отличается от рассмот­ ренного выше. Для тележки необходимо подобрать площади попереч­ ного сечения стойки, штока, траверсы (рамы тележки), уравнительной тяги и полуоси. Расчет на прочность стойки и ш тока проводится согласно (4.37) - (4.41).

Траверса (рама) тележки рассчитывается по формуле (4.45), в которой изгибаю щ ий момент равняется

(4.49)

П олуоси тележ ки в общ ем случае нагруж аю тся изгибом и кручением. П оэтому их расчет можно также проводить по формуле

(4.45).

У равнительная тяга рассчитывается на растяжение по тормоз­ ному моменту задней пары колес.