Расчет стыковых узлов крыльев с заделкой по лонжеронам

Стыковые узлы нагружаются силами от действующих в сечении заделки изгибающего момента, перерезывающей силы и крутящего момента. От этих нагрузок на каждый узел действуют силы (рис. 5.60) в направлении оси пояса лонжерона – N и в направлении, перпендикулярном оси пояса, – вертикально R и горизонтально Т.

Расчет начинается с определения диаметра болта. Рассмотрим расчет стыковых узлов различных конструкций.

1. Стыковой узел с горизонтальным болтом, ось которого параллельна плоскости нервюры (рис. 5 61). На стыковой болт действует срезающая сила .

Рис. 5.60. Силы, действующие на стыковые узлы лонжерона

Рис. 5.61. Расчетная схема стыкового узла

Диаметр болта d определяется из условия его работы на срез

где n – число плоскостей среза болта; tв – временное сопротивление среза материала болта.

Толщина ушка (суммарная толщина проушины) d проверяется на смятие по формуле

и на разрыв по формуле

где k – коэффициент, учитывающий перенапряжение в отдельных точках сечения.

Значения его зависят от соотношения размеров проушины и приводятся в справочной литературе. Приближенно коэффициент k можно определить по формуле

Затем от действия сил N, R и Т проверяется ряд сечений узла. Выбор этих сечений определяется конструкцией узла и условиями его закрепления на лонжероне.

2. Стыковой узел с горизонтальными болтами, ось которых перпендикулярна плоскости нервюры (рис. 5.62). На стыковые болты действуют растягивающая сила N и срезающая сила .

В плоскости среза стыкового болта действует нормальное напряжение

и касательное напряжение

где n – число стыковых болтов узла.

Болт проверяется по третьей теории прочности:

Кроме того, болт необходимо проверить на разрыв по сечению резьбы

где d₁ – внутренний диаметр резьбы.

Рис. 5.62. Расчетная схема стыкового узла с болтами, перпендикулярными плоскости нервюр

Рис. 5.63. Расчетная схема стыкового узла с вертикальными болтами

3. Стыковой узел с вертикальными болтами (рис. 5.6З). Диаметр стыкового
болта d и размеры ушка (проушины) d и b определяются точно так же, как и для стыкового узла с горизонтальными болтами, только расчетной силой здесь будет.

В крыльях с малой строительной высотой иногда применяется стыковой узел с вертикальными стыковыми болтами, изображенный на рис. 5.56. Из-за малой строительной высоты лонжерона такого крыла в его поясах у стыковых узлов действуют очень большие