Метод расчета долговечности рессоры шасси самолета

Министерство образования и науки Украины
Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского
“Харьковский авиационный институт”
На правах рукописи
Абдулкадеер Амеен Яхья
УДК 629.735:539.43
МЕТОД РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ РЕССОРЫ ШАССИ ЛЕГКОГО
САМОЛЕТА С УЧЕТОМ НЕРОВНОСТИ АЭРОДРОМА
Специальность 05.07.03 - прочность летательных аппаратов
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Фомичов П.А.
Харьков 2003
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….. 4
1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЗОК И ДОЛГОВЕЧНОСТИ
ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ…………..……………………………….
9
1.1. Методы определения нагрузок на шасси самолета…………………... 9
1.2.Методы расчета долговечности элементов конструкций…………….
15
1.3.Методы расчета долговечности при нерегулярном нагружении….....
20
1.4.Цель и задачи исследования…………………………………………..... 28
2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НАГРУЗОК ПРИ ВЗЛЕТЕ И ПОСАДКЕ…..
30
2.1. Уравнения движения самолета по земле..………………………….....
30
2.2. Аэродинамические нагрузки на самолет…………………………….... 37
2.2.1. Уравновешивающая нагрузка на горизонтальное оперение…….... 37
2.2.2. Аэродинамические нагрузки при движении самолета по земле.....
44
2.3. Диаграммы обжатия рессоры и пневматика шасси.………………....
49
2.3.1. Диаграмма обжатия рессоры шасси.……………………………….
49
2.3.2. Диаграмма обжатия пневматика шасси.……………………………
54
2.4. Нагрузки на шасси при движении самолета по земле.………………
56
2.4.1. Соотношения между нагрузками и перемещениями самолета.…..
58
2.4.2. Методика расчета лобовых сил.…………………………….………
62
2.5. Выводы по разделу 2 …………………………………………………... 65
3. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ
ИЗГИБЕ.…………………………………………………………………...…
3.1.
Методика
расчета
долговечности
при
циклическом
упругопластическом изгибе…………………………………………...……
3.2.
Напряжения
и
остаточные
деформации
при
66
66
циклическом
упругопластическом изгибе…………………………………………...……
70
3.3. Градиенты напряжений и предел выносливости при циклическом
упругопластическом изгибе…………………………………………...……
77
3
3.4. Сопоставление методики расчета долговечности и предела
выносливости при изгибе с экспериментальными данными.……………
84
3.4.1. Эксперимент В.Т. Трощенко и Н.И. Жабко.………………………
88
3.4.2. Эксперимент Дж. Фуллера…………………………………………..
95
3.4.3. Эксперимент В.П. Когаева, В.П. Вандышева, И.М. Петровой……
98
3.5. Выводы по разделу 3 …………………………………………………... 103
4. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДОЛГОВЕЧНОСТИ СТОЙКИ ШАССИ
РЕССОРНОГО ТИПА.…………………………………………..…………
104
4.1. Проектировочный расчет шасси рессорного типа.………………….
104
4.1.1. Проектировочный расчет основной стойки шасси.……………….
105
4.1.2. Проектировочный расчет носовой стойки шасси.…………………
109
4.2.
Диаграммы
обжатия
стоек
шасси
самолета
01М
"Шмель".………………………………………………….………………....
113
4.3. Усталостное повреждение рессоры за типовой полет от нагрузок
посадочного удара.………………………………………………………....
119
4.3.1. Зависимость нагрузок на стойки шасси от вертикальной скорости
снижения.…………………………………………………………………....
119
4.3.2. Методика расчета усталостного повреждения рессоры от
нагрузок посадочного удара.…………………………….…………………
123
4.4. Усталостное повреждение рессоры шасси при движении самолета
по неровной поверхности.……………………………………………….....
130
4.4.1. Методика расчета усталостного повреждения.……………………
130
4.4.2. Результаты расчета напряжений и усталостного повреждения
рессоры основной стойки шасси самолета "Шмель".…………………….. 133
4.5. Выводы по разделу 4 …………………………………………………... 148
ВЫВОДЫ …………………………………………..………………………..
150
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………. 153