Другие методы анализа

Для анализа остаточной прочности панелей, усиленных ребрами жесткости, было предложено несколько других методов. Весьма простым приближенным инженерным методом анализа неподкрепленных панелей является концепция конечной толщины Криклоу [11, 12]. Криклоу предположил, что при вершине трещины напряжения распределены так, как показано на рис. 16.16. Из условия равновесия следует, что

(16.5)

Рис. 16.16. Концепция эффективной ширины

Величину we называют эффективной шириной; предполагается, что она является константой материала. Предполагается также, что разрушение происходит тогда, когда σверш равно пределу прочности материала при растяжении σu. Следовательно,

(16.6)

или

(16.7)

Эффективную ширину следует определить из экспериментов.

В случае, когда при вершине трещины имеется стрингер, уравнение (16.6) преобразуется к виду

(16.8)

где A — площадь поперечного сечения стрингера; p — коэффициент, учитывающий эксцентриситет стрингера; В — толщина обшивки. Разрушающее напряжение

(16.9)

Подобный же анализ был предложен Трофтоном и Мак Стейем [13]. Криклоу провел испытания подкрепленных панелей и показал, что остаточную прочность в случае, когда трещина распространяется до стрингера, можно рассчитать довольно точно. Для более коротких трещин следует использовать уравнение (16.7), причем задержка трещины на стрингере определяется уравнением (16.9), поскольку σcs >> σс.

Метод Криклоу весьма полезен для быстрой оценки остаточной прочности подкрепленной панели. Если известна величина К для обшивки, то величину we для трещины, длина которой равна расстоянию между стрингерами (= s), можно вычислить из соотношения

(16.10)

Объединяя уравнения (16.7) и (16.10) и подставляя в них ас = s/2 получаем

(16.11)

Теперь с помощью уравнения (16.9) можно вычислить остаточную прочность подкрепленной панели. Конечно, для изучения изменений остаточной прочности и возможностей для задержки трещины потребуется более тонкий анализ, рассмотренный в предыдущих параграфах.

В качестве примера рассмотрим распространение трещины от стрингера к стрингеру, как показано на рис. 16.9. Размер трещины = 115 мм. Стрингер состоит из двух полос толщиной 2 мм и шириной 30 мм, т.е. поперечное сечение A равно 120 мм2. Толщина обшивки также равна 2 мм. Для обшивочного материала 7075-Т6 ударная вязкость Ке = 250 кгс/мм3/2. Подставляя в уравнение (16.11) значения s = 115 мм и σu = 50 кгс/мм2, получаем ωe = 31,8 мм. Полагая р = 1 (симметричное расположение стрингеров), из (16.9) находим остаточную прочность данной подкрепленной панели σcs = 30,9 кгс/мм2. На рис. 16.9 горизонтальный уровень соответствует = 34,5 кгс/мм2. Этот пример показывает, что метод Криклоу позволяет быстро оценивать остаточную прочность подкрепленной панели.

Иной критерий оценки остаточной прочности обшивки был предложен Лиу и Иквэлом [14]. В качестве условия расширения трещины ими было использовано понятие критического расширения вершины трещины (РТ) (см. также гл. IX). Когда трещина находится под стрингером, расширение ее вершины ограничивается за счет дополнительной жесткости стрингера. Поэтому рост трещины может продолжаться до тех пор, пока величина РТ не достигнет критического значения РТС, эквивалентного критическому значению для неподкрепленной панели. Ситуация будет определяться перемещениями точек стрингера между двумя ближайшими заклепками, и поэтому процент распространения трещины в обшивке будет зависеть от упругопластических свойств материала. Этот метод анализа, вероятно, можно развить до той стадии, на которой возможно получение количественных оценок.



 Предыдущая  § 16.6. Другие методы анализа  Следующая 
 
MYsopromat.ru - сопромат в режиме on-line
Яндекс цитирования
MYsopromat.ru - сопромат в режиме on-line