Вертолеты.ру

В случае расчета нагрузок тонкостенной балки, а также цилиндрической или близкой к ней оболочки – в поперечном сечении такой оболочки при действии изгибающего момента возникают нормальные напряжения.

Наибольшие по абсолютной величине напряжения возникнут в крайних верхнем и нижнем волокнах. С одной стороны — растягивающие, с другой — сжимающие. Применяемые в авиации оболочки состоят из тонкой обшивки, подкрепленной лонжеронами, стрингерами (в продольном направлении) и шпангоутами (поперек оси оболочки).

Они образуют клетки, как бы разбивающие обшивку вертолета на отдельные части, представляющие собой искривленные пластины. При определенном значении сжимающих напряжений участки оболочки теряют устойчивость аналогично сжатой пластине. Представление о распределении напряжений справедливо только при таких значениях изгибающего момента, при которых напряжения в обшивке меньше критических. При больших значениях момента некоторые участки обшивки не воспринимают возрастающую нагрузку.

Элементы, не потерявшие устойчивость, нагружаются сильнее. Конструкция в целом сохраняет несущую способность. При еще большем изгибающем моменте происходит разрушение. Чаще всего теряет устойчивость значительная часть конструкции в целом (в сжатой зоне). Разрушения в растянутой зоне (разрыв стрингеров и обшивки) встречаются редко.

Если на балку или оболочку действуют поперечные внешние нагрузки, то в поперечном сечении возникают касательные напряжения. Соответствующие им элементарные силы в сумме уравновешивают внешнюю поперечную силу. Распределение касательных напряжений существенно зависит от положения внешней силы относительно поперечного сечения и его формы.

Для балки, имеющей сплошное, симметричное относительно вертикальной оси сечение, если поперечная сила приложена вдоль этой оси, касательные напряжения определяются по формуле Журавского.

Наибольшие напряжения получаются в точках на оси х, проходящей через центр тяжести сечения. В сечении тонкостенной балки или оболочки касательные напряжения направлены по касательной к средней линии стенки сечения. Напряжения полагаются постоянными по толщине стенки. В замкнутом симметричном относительно вертикальной оси сечении касательные напряжения распределены при условии, что площадь вычисляется, начиная от наиболее удаленной (по оси у) части сечения в предположении, что оно разрезано по оси у.

Касательные напряжения в равноудаленных точках равны нулю. Направление касательных напряжений определяется направлением поперечной силы в сечении. Если данная сила направлена вниз, то напряжения в верхней части сечения направлены от разреза вниз и в нижней части — к оси у.