z Tnmax Ttmax Mnmax Mtmax MKmax Tnmin Ttmin Mnmin Mtmin MKmin
[m] [N] [N] [N.m] [N.m] [N.m] [N] [N] [N.m] [N.m] [N.m]
0,000 18016 2843 25992 4076 73 -7551 -597 -11855 -1575 -4695 0,113 17061 2672 24010 3764 112 -7194 -573 -11022 -1540 -4454 0,227 16101 2499 22120 3470 151 -6834 -549 -10223 -1500 -4217 0,340 15154 2328 20354 3197 189 -6476 -525 -9471 -1454 -3990 0,453 14216 2158 18695 2944 225 -6119 -501 -8759 -1403 -3769 0,565 13484 2049 17145 2708 260 -5857 -499 -8089 -1348 -3812 0,677 12820 1959 15672 2484 295 -5624 -516 -7446 -1291 -3607 0,788 12166 1869 14286 2272 328 -5391 -531 -6835 -1233 -3411 0,899 11518 1780 12971 2069 360 -5155 -545 -6250 -1173 -3221 1,008 10889 1691 11750 1880 390 -4922 -557 -5701 -1113 -3041 1,116 10273 1603 10608 1702 420 -4689 -568 -5182 -1053 -2869
1,224 9664 1516 9531 1534 449 -4455 -577 -4688 -991 -2703
1,330 9075 1430 8538 1377 476 -4224 -585 -4228 -929 -2546
1,435 8500 1346 7615 1232 503 -3995 -591 -3797 -868 -2396
1,538 7945 1264 6768 1097 528 -3770 -595 -3399 -809 -2253
1,640 7405 1182 5997 973 552 -3546 -598 -3027 -749 -2118
1,691 7138 1142 5633 913 564 -3435 -598 -2849 -720 -2051
1,790 6627 1064 4962 804 587 -3218 -598 -2521 -661 -1935
1,888 6131 988 4344 703 609 -3004 -597 -2216 -603 -1814
1,984 5656 915 3784 612 630 -2796 -593 -2043 -546 -1701
2,077 5205 845 3281 530 649 -2596 -588 -1884 -492 -1595
2,169 4769 776 2823 456 668 -2400 -583 -1714 -438 -1493
2,259 4367 711 2412 389 686 -2210 -574 -1538 -386 -1397
2,346 3986 648 2049 330 631 -2080 -563 -1360 -336 -1277
2,432 3592 580 1722 277 555 -2135 -550 -1179 -288 -1053
2,514 3249 517 1443 232 485 -2134 -529 -1003 -244 -1044
2,595 2934 463 1195 192 418 -2078 -501 -832 -202 -932
2,672 2628 414 984 158 462 -1973 -466 -676 -165 -830
2,747 2328 367 800 129 389 -1763 -416 -536 -132 -733
2,820 2039 324 642 104 321 -1552 -366 -415 -103 -641
2,889 1782 284 511 83 258 -1349 -319 -314 -80 -557
2,956 1548 247 399 65 200 -1150 -274 -231 -60 -477
3,020 1333 213 307 51 145 -960 -231 -164 -44 -404
3,081 1136 182 232 39 95 -781 -191 -124 -31 -335
5. N´ avrh ´ uprav konstrukce kˇ r´ıdla
Pro zv´yˇsen´e zat´ıˇzen´ı kˇr´ıdla stanoven´e v pˇredchoz´ı kapitole a jin´e uspoˇr´ad´an´ı palivov´ych n´adrˇz´ı bylo nutn´e navrhnout ´upravy konstrukce kˇr´ıdla p˚uvodn´ı verze letounu. Model p˚uvodn´ı geometrie kˇr´ıdla ve form´atu Parasolid byl poskytnut jako podklad pro tuto pr´aci.
Vlastn´ı 3D model konstrukˇcn´ıch ´uprav kˇr´ıdla byl vytvoˇren v programu Siemens NX 10.
5.1 Z´ avˇ esy kˇ r´ıdla
Vzhledem k tomu, ˇze nov´a verze letounu m´a v´yraznˇe uˇzˇs´ı trup neˇz tomu bylo u pˇredchoz´ı verze, budou z´avˇesy kˇr´ıdla bl´ıˇz u sebe.
5.2 Prodlouˇ zen´ı zadn´ıho nosn´ıku
Na z´akladˇe pevnostn´ıch zkouˇsek se uk´azalo, ˇze pro dalˇs´ı zvyˇsov´an´ı zat´ıˇzen´ı je z d˚uvodu tuhosti vhodn´e prodlouˇzit zadn´ı nosn´ık o jedno pole.
Upraven´y zadn´ı nosn´ık je vidˇet na obr´azku 5.1, prodlouˇzen´ı je na obr´azku zv´yraznˇeno modrou barvou. V p˚uvodn´ı konstrukci byl zadn´ı nosn´ık zakonˇcen u tˇret´ıho ˇzebra, upraven´y je prodlouˇzen o jedno pole k 4. ˇzebru.
Obr´azek 5.1: ´Uprava konstrukce zadn´ıho nosn´ıku
5.3 Prodlouˇ zen´ı skˇ r´ıˇ nov´ e ˇ c´ asti hlavn´ıho nosn´ıku
Skˇr´ıˇnov´y hlavn´ı nosn´ık byl v p˚uvodn´ı verzi letounu pouze v oblasti podvozkov´e ˇsachty (k dru-h´emu ˇzebru). Na z´akladˇe v´ysledk˚u pevnostn´ıch zkouˇsek a dˇr´ıvˇejˇs´ıch pevnostn´ıch v´ypoˇct˚u je
5.4. ˇZebra
nejh˚uˇre zatˇeˇzov´ana pr´avˇe dutina mezi druh´ym a tˇret´ım ˇzebrem. Z toho d˚uvodu je pro zv´yˇsen´e zat´ıˇzen´ı zadn´ı stojina hlavn´ıho nosn´ıku prodlouˇzena o pole mezi 2. a 3. ˇzebrem.
Upravenou zadn´ı stojinu hlavn´ıho nosn´ıku lze vidˇet na obr´azku n´ıˇze. Prodlouˇzen´ı je zv´ yraz-nˇeno modˇre.
Obr´azek 5.2: ´Uprava konstrukce hlavn´ıho nosn´ıku
5.4 Zebra ˇ
Vzhledem ke zmˇen´am geometrie zadn´ıho a pˇredn´ıho nosn´ıku je potˇreba upravit geometrii 3.
ˇzebra.
D´ale je navrˇzeno ˇzebro k oddˇelen´ı prostoru pro palivovou n´adrˇz na konci kˇr´ıdla mezi nosn´ıky.
Dalˇs´ı navrˇzen´a ´uprava konstrukce je vyplnˇen´ı odlehˇcovac´ıch otvor˚u v koncov´em a tˇret´ım ˇzebru pro uzavˇren´ı prostoru palivov´ych n´adrˇz´ı.
Upraven´a ˇzebra jsou zv´yraznˇena modrou barvou na obr´azku 5.3.
Obr´azek 5.3: ´Uprava konstrukce ˇzeber
5.5 Propojen´ı palivov´ ych n´ adrˇ z´ı, pˇ resunut´ı v´ıˇ cka
Pro instalaci dalˇs´ıch palivov´ych n´adrˇz´ı oproti p˚uvodn´ı verzi letounu je nutn´e pˇresunout v´ıˇcka n´adrˇz´ı do vˇreten na konc´ıch kˇr´ıdla a navrˇzen´ı plnic´ıch hrdel, nov´e um´ıstˇen´ı v´ıˇcka lze vidˇet na obr´azku 5.4. P˚uvodn´ı um´ıstˇen´ı v´ıˇcka n´adrˇze pˇred tˇret´ım ˇzebrem je vidˇet na obr´azku 5.1. Navrˇzen´e plnic´ı hrdlo lze vidˇet na obr´azku 5.3.
Na obr´azku 5.4 je zn´azornˇeno plnˇen´ı pˇres vˇreteno do n´adrˇze um´ıstˇen´e mezi nosn´ıky. Ve vˇretenu bude pˇr´ıruba, kter´a povede palivo od v´ıˇcka pˇres koncov´e ˇzebro do n´adrˇze mezi nosn´ıky.
Palivov´e n´adrˇze by bylo vhodn´e propojit tak, jak je zn´azornˇeno na obr´azku: palivo bude vedeno z n´adrˇze mezi nosn´ıky do n´adrˇze na konci kˇr´ıdla pˇred nosn´ıkem. Propojen´ı n´adrˇz´ı mezi n´abˇeˇznou hranou a hlavn´ım nosn´ıkem je zn´azornˇeno na obr´azku.
Vzhledem k vzepˇet´ı kˇr´ıdla bude palivo sp´adem st´ekat z n´adrˇz´ı na konci kˇr´ıdla smˇerem k trupu. Propojen´ı n´adrˇz´ı bude vhodn´e zajistit pˇres otvory v ˇzebrech pomoc´ı zpˇetn´ych ventil˚u, aby se zabr´anilo st´ek´an´ı paliva zpˇet ke konc˚um kˇr´ıdla pˇri klonˇen´ı. ´Upln´e vypuˇstˇen´ı n´adrˇze mezi nosn´ıky by bylo vhodn´e zajistit hadiˇckou (na obr´azku zn´azornˇeno modrou barvou).
Obr´azek 5.4: Propojen´ı palivov´ych n´adrˇz´ı, pˇresunut´ı v´ıˇcka
6. Dimenzov´ an´ı kˇ r´ıdla pro upraven´ e zat´ıˇ zen´ı
Pro zat´ıˇzen´ı stanoven´e ve ˇctvrt´e kapitole budou v t´eto ˇc´asti pr´ace dimenzov´any jednotliv´e ˇc´asti nosn´e konstrukce.
Pˇri dimenzov´an´ı kˇr´ıdla je pˇredpokl´ad´ano rozdˇelen´ı zat´ıˇzen´ı podle jeho ´uˇcinku na dvˇe ˇc´asti.
Prvn´ı ˇc´ast, zatˇeˇzuj´ıc´ı nosn´ıky konstrukce pouze ohybem a posouvaj´ıc´ı silou, nevyvol´av´a ˇz´adn´e zkroucen´ı kˇr´ıdla. Druh´a ˇc´ast zat´ıˇzen´ı zp˚usobuje pouze kroucen´ı, kter´e je zachyceno smykov´ym tokem v tenk´ych stˇen´ach dutin. Toto zjednoduˇsen´ı zat´ıˇzen´ı dle [15] je uvaˇzovan´e pro prvotn´ı pˇribl´ıˇzen´ı. V dalˇs´ıch f´az´ıch projektu by mˇel b´yt v´ypoˇcet zat´ıˇzen´ı zpˇresnˇen napˇr´ıklad pomoc´ı MKP metod.
6.1 Dimenzov´ an´ı p´ asnic nosn´ık˚ u
Pro nosn´ık s tenkou stojinou a rovnobˇeˇzn´ymi p´asnicemi zat´ıˇzen´eho ohybov´ym momentem a posouvaj´ıc´ı silou lze pˇredpokl´adat, ˇze p´asnice pˇren´aˇsej´ı hlavnˇe pod´eln´a ohybov´a napˇet´ı. Pro pˇredbˇeˇzn´y n´avrhov´y v´ypoˇcet lze zanedbat vliv pod´eln´ych ohybov´ych napˇet´ı v tenk´e stojinˇe a lze pˇredpokl´adat, ˇze cel´y ohybov´y moment je zachycen pod´eln´ym napˇet´ım pouze v p´asnic´ıch.
Ohybov´y moment vyvaˇzuje dvojice osov´ych sil v p´asnic´ıch. [15]
Dle [15] je zanedb´ana sb´ıhavost p´asnic. Toto zjednoduˇsen´ı je na bezpeˇcn´e stranˇe, pˇri uvaˇ zo-van´ı sb´ıhavosti p´asnic by bylo moˇzn´e konstrukci d´ale odlehˇcit.
6.1.1 Pˇrerozdˇelen´ı ohybov´eho momentu v pomˇeru ohybov´ych tuhost´ı nosn´ık˚u
Celkov´y ohybov´y moment p˚usob´ıc´ı v rovinˇe kolm´e k rovinˇe symetrie a k rovinˇe kˇr´ıdla lze dle [15]
rozdˇelit na oba nosn´ıky v pomˇeru jejich ohybov´ych tuhost´ı: hlavn´ıho nosn´ıku (EJ )1 a zadn´ıho nosn´ıku (EJ )2 na dvˇe sloˇzky:
Mon= Mn1+ Mn2 (6.1)
Dle sch´ematu 6.1 jsou pr˚uˇrezy p´asnic hlavn´ıho nosn´ıku: horn´ı p´asnice F1h, doln´ı p´asnice F1d a pr˚uˇrezy p´asnic zadn´ıho nosn´ıku: horn´ı p´asnice F2h, doln´ı p´asnice F2d. Efektivn´ı v´yˇska nosn´ıku, resp. vzd´alenost tˇeˇziˇst’ p´asnic: hlavn´ıho nosn´ıku h1e a zadn´ıho nosn´ıku h2e.
Pˇredn´ı nosn´ık o ohybov´e tuhost´ı (EJ )1 pˇren´aˇs´ı ohybov´y moment:
M1n= Mon· (EJ )1
(EJ )1+ (EJ )2 (6.2)
Analogicky pˇr´ısluˇsn´a ˇc´ast ohybov´eho momentu pˇrenesen´a zadn´ım nosn´ıkem:
M2n= Mon· (EJ )2
(EJ )1+ (EJ )2 (6.3)
Obr´azek 6.1: Pˇrerozdˇelen´ı ohybov´eho momentu F1h
h1e h2eB
F1d
F2h
F2d
K v´yrobˇe vˇsech p´asnic je pouˇzito jednosmˇern´eho uhl´ıkov´eho kompozitu. Vzhledem k tomu, ˇze jsou vˇsechny p´asnice vyroben´e z stejn´eho materi´alu, modul pruˇznosti E1 = E2. Potom lze uvaˇzovat pˇrerozdˇelen´ı ohybov´eho momentu na hlavn´ı a zadn´ı nosn´ık v pomˇeru jejich celkov´ych moment˚u setrvaˇcnosti.
V´yˇsky nosn´ık˚u byly odeˇcteny ze zadan´e geometrie v programu Siemens NX. Efektivn´ı v´yˇsky hlavn´ıho nosn´ıku h1e a zadn´ıho nosn´ıku h2e byly urˇceny jako rozd´ıl v´yˇsky nosn´ıku odeˇcten´e z geometrie a poloviny v´yˇsky horn´ı a doln´ı p´asnice.
6.1.2 Moment setrvaˇcnosti nosn´ık˚u, neutr´aln´ı osa nosn´ık˚u
Obr´azek 6.2: Neutr´aln´ı osa nosn´ıku F1h
h1e
F1d
h1hh1d
Polohu neutr´aln´ı osy dle obr´azku 6.2 lze stanovit jako polohu tˇeˇziˇst’ obou p´asnic:
h1h= h1e· F1d
F1h+ F1d (6.4)
Moment setrvaˇcnosti pr˚uˇrezu obou p´asnic hlavn´ıho nosn´ıku k neutr´aln´ı ose pˇri zanedb´an´ı pr˚uˇrezu stojiny a vlastn´ıch tˇeˇziˇstn´ıch moment˚u setrvaˇcnosti p´asnic lze urˇcit jako:
J1x= F1h· h21h+ F1d· h21d (6.5)
6.1. Dimenzov´an´ı p´asnic nosn´ık˚u
6.1.3 Maxim´aln´ı napˇet´ı v pr˚uˇrezu p´asnic a pevnostn´ı kontrola Pod´eln´a ohybov´a napˇet´ı v p´asnic´ıch lze dle [15] vyj´adˇrit vztahem:
σo= Mo· f
J · y (6.6)
Kde:
Mo ohybov´y moment zat´ıˇzen´ı kˇr´ıdla v dan´em ˇrezu po rozpˇet´ı
J celkov´y moment setrvaˇcnosti pˇr´ıˇcn´eho pr˚uˇrezu nosn´ıku ´uˇcinn´eho pˇri ohybu y vzd´alenost krajn´ıho vl´akna nosn´eho pr˚uˇrezu od neutr´aln´ı osy
f souˇcinitel bezpeˇcnosti f = 1, 875
Pro prvn´ı pˇribl´ıˇzen´ı se pouˇz´ıv´a stejn´y souˇcinitel bezpeˇcnosti f = 1, 875 jako na p˚uvodn´ım projektu. [10] Tento souˇcinitel bezpeˇcnosti zahrnuje vliv vlhkosti na mechanick´e vlastnosti mate-ri´alu. Pro zpˇresnˇen´ı v´ypoˇctu by v dalˇs´ıch f´az´ıch tohoto projektu bylo vhodn´e ovˇeˇrit materi´alov´e vlastnosti pouˇzit´ych materi´al˚u i za zv´yˇsen´ych teplot a na z´akladˇe toho stanovit pˇresnˇejˇs´ı souˇ ci-nitel bezpeˇcnosti.
Maxim´aln´ı hodnota napˇet´ı pˇri poˇcetn´ım zat´ıˇzen´ı je potom:
σopočetní = 1, 875 · σo (6.7)
Jistoty v˚uˇci poˇcetn´ımu zat´ıˇzen´ı jsou stanoveny dle vztahu:
j = σkrit
σopočetní
(6.8) Kde:
σkrit pro taˇzenou p´asnici je mez pevnosti v tahu σm = 1500 MPa σkrit pro tlaˇcenou p´asnici je mez pevnosti v tlaku σpt= 900 MPa
Materi´alov´e charakteristiky jednosmˇern´eho uhl´ıkov´eho kompozitu byly pˇrevzaty ze zpr´avy [10].
Na obr´azku n´ıˇze jsou vidˇet v´ysledn´e pr˚ubˇehy v´yˇsek p´asnic po polorozpˇet´ı.
Obr´azek 6.3: Pr˚ubˇeh v´yˇsek p´asnic
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
t [mm]
z [m]
t1h t1d t2h t2d
6.2 Dimenzov´ an´ı stojin nosn´ık˚ u a potahu
Pˇri relativnˇe mal´e v´yˇsce p´asnic oproti v´yˇsce nosn´ıku je moˇzn´e ´uˇcast p´asnic na zachycen´ı posou-vaj´ıc´ı s´ıly zanedbat. Potom lze pˇredpokl´adat, ˇze cel´a posouvaj´ıc´ı s´ıla T je zachycena pˇr´ıˇcn´ym pr˚uˇrezem stojiny o tlouˇst’ce t a ´uˇcinn´e v´yˇsce he.
6.2.1 Ohybovˇe elastick´a osa [15]
Pro urˇceni elastick´e osy je nutno nejprve stanovit polohu ohybovˇe elastick´e osy kˇr´ıdla. Poloha ohybovˇe elastick´e osy o n´abˇeˇzn´e hrany je d´ana pomˇerem ohybov´ych tuhost´ı nosn´ık˚u (EJ), tedy:
xOEO= J1x· x1+ J2x· x2
J1x+ J2x (6.9)
Kde:
J1x moment setrvaˇcnosti pr˚uˇrezu hlavn´ıho nosn´ıku J2x moment setrvaˇcnosti pr˚uˇrezu zadn´ıho nosn´ıku x1 poloha hlavn´ıho nosn´ıku od n´abˇeˇzn´e hrany x2 poloha zadn´ıho nosn´ıku od n´abˇeˇzn´e hrany
Polohy nosn´ık˚u x1 a x2 byly odmˇeˇreny pomoc´ı programu Siemens NX 10.
6.2. Dimenzov´an´ı stojin nosn´ık˚u a potahu
6.2.2 Rozdˇelen´ı posouvaj´ıc´ı s´ıly mezi nosn´ıky
Zat´ıˇzen´ı posouvaj´ıc´ı silou se pˇrerozdˇel´ı na nosn´ıky v pomˇeru jejich ohybov´ych tuhost´ı.
Jednotkovou posouvaj´ıc´ı s´ılu p˚usob´ıc´ı na pˇredn´ı lze stanovit n´asledovnˇe:
TP = xOEO− x2
x1− x2 (6.10)
Jednotkov´a posouvaj´ıc´ı s´ıla p˚usob´ıc´ı na zadn´ı nosn´ık je potom:
TZ = 1 − TP (6.11)
6.2.3 Elastick´a osa
U v´ıcenosn´ıkov´ych konstrukc´ı, jako je tato, tvoˇr´ı stojiny nosn´ık˚u pˇrep´aˇzky, kter´e rozdˇeluj´ı dutinu, uzavˇrenou nosn´ym potahem, na v´ıce dutin. Tato soustava nosn´ych dutin zachycuje vnˇejˇs´ı krout´ıc´ı moment MK tak, ˇze je rozdˇelen na ˇc´asti MK1, MK2 a MK3zachycen´e konstantn´ımi uzavˇren´ymi smykov´ymi toky q1, q2, q3 v tenk´ych stˇen´ach, kter´e uzav´ıraj´ı jednotliv´e dutiny.[15]
Tento pˇr´ıpad je ˇreˇsen jako dvoudutinov´a konstrukce a v oblasti od konce podvozkov´e ˇsachty do z´avˇesu kˇrid´elka jako tˇr´ıdutinov´a.
V ˇc´asti, kde je nosn´ık skˇr´ıˇnov´y je zjednoduˇsenˇe uvaˇzov´ana jedna stojina o dvojn´asobn´e tlouˇst’ce v ose nosn´ıku a torzn´ı dutiny jsou tedy uvaˇzov´any aˇz k ose skˇr´ıˇnov´eho nosn´ıku. Kritick´e napˇet´ı ve stojin´ach bude d´ale stanoveno pro skuteˇcnou tlouˇst’ku jedn´e stojiny. Zjednoduˇsen´ı dle [15] – uvaˇzov´an´ı m´enˇe dutin, respektive m´enˇe dutin, neˇz v konstrukci re´alnˇe je, je na bezpeˇcn´e stranˇe. Ve skuteˇcnosti by byly smykov´e toky v konstrukci menˇs´ı.
Vnˇejˇs´ı krout´ıc´ı moment je tedy roven souˇctu:
MK=
2 stˇredn´ı dutina (pouze v oblasti od konce podvozkov´e ˇsachty do z´avˇesu kˇrid´elek) 3 zadn´ı dutina
Pˇri ˇcist´em kroucen´ı jsou smykov´e toky v tenk´ych stˇen´ach kolem dutin uzavˇren´e a konstantn´ı.
Dle [15] lze z Bredtova vztahu krout´ıc´ı moment v pˇr´ısluˇsn´e dutinˇe vyj´adˇrit jako:
MKi = 2 · Usi· qi (6.13)
Kde:
Usi plocha pˇr´ısluˇsn´e dutiny
qi smykov´y tok po obvodu stˇrednice stˇeny dut´eho pr˚uˇrezu
Za pˇredpokladu, ˇze p˚usobiˇstˇe posouvaj´ıc´ı s´ıly je v ohybovˇe elastick´e ose, potom tato s´ıla vyvol´a ke stˇredu smyku moment MK:
MK = T · xcs (6.14)
Kde:
xcs vzd´alenost mezi ohybovˇe elastickou osou a elastickou osou
Smykov´y tok lze z v´yˇse uveden´ych rovnic vyj´adˇrit jako:
q = T · xcs
2 · Us (6.15)
D´ale plat´ı deformaˇcn´ı podm´ınka [15], ˇze s´ıla zaveden´a ve stˇredisku smyku nep˚usob´ı ˇz´adn´y moment a tedy ˇz´adn´y zkrut ϑ:
ϑ = 1 2 · Us
I q
G · tds = 0 (6.16)
Rozeps´an´ım v´yˇse uveden´ych rovnic byla stanovena poloha elastick´e osy.
6.2.4 Smykov´e toky v konstrukci
Smykov´e toky v jednotliv´ych dutin´ach jsou stanoveny z podm´ınky momentov´e rovnov´ahy a pˇretv´arn´e podm´ınky, ˇze zkrut vˇsech spolu spojen´ych dutin je roven. [15]
MK =
6.2.4.1 Smykov´e toky v dutin´ach
Vztahy pouˇzit´e k v´ypoˇctu smykov´ych tok˚u v dutin´ach jsou pˇrevzaty z [12]. Pouˇzit´e vztahy jsou uvedeny v pˇr´ıloze t´eto pr´ace.
V oblasti od z´avˇesu kˇrid´elka do konce kˇr´ıdla m´a kˇr´ıdlo dvˇe dutiny, kter´e se spolu se stojinou hlavn´ıho nosn´ıku pod´ıl´ı na pˇrenosu krout´ıc´ıho momentu.
Sch´ema doplˇnuj´ıc´ı v´ypoˇcet smykov´ych tok˚u v t´eto ˇc´asti konstrukce je zobrazeno na obr´azku n´ıˇze.
6.2. Dimenzov´an´ı stojin nosn´ık˚u a potahu
V oblasti od konce podvozkov´e ˇsachty do z´avˇesu kˇrid´elka je konstrukce tˇr´ıdutinov´a.
Sch´ema doplˇnuj´ıc´ı v´ypoˇcet smykov´ych tok˚u v t´eto ˇc´asti konstrukce je zobrazeno na obr´azku n´ıˇze.
V oblasti podvozkov´e ˇsachty je krout´ıc´ı moment pˇren´aˇsen dvˇema oddˇelen´ymi dutinami.
Sch´ema doplˇnuj´ıc´ı v´ypoˇcet smykov´ych tok˚u v t´eto ˇc´asti konstrukce je zobrazeno na obr´azku n´ıˇze.
Obr´azek 6.6: Sch´ema pro v´ypoˇcet smykov´ych tok˚u v oblasti podvozkov´e ˇsachty
q1
6.2.4.2 Smykov´e toky ve stojin´ach
Smykov´e toky ve stojin´ach od posouvaj´ıc´ı s´ıly Posouvaj´ıc´ı s´ıla zp˚usobuje ve stojin´ach nosn´ık˚u smykov´y tok. Velikost tohoto smykov´eho toku odpov´ıd´a geometrii nosn´ıku a velikosti posouvaj´ıc´ı sily na nosn´ık.
Smykov´e toky ve stojin´ach jsou d´any vztahy:
qs1= TP
ss1 (6.19)
qs2= TZ
ss2 (6.20)
Kde:
qs1 smykov´y tok ve stojinˇe pˇredn´ıho nosn´ıku qs2 smykov´y tok ve stojinˇe zadn´ıho nosn´ıku ss1 efektivn´ı v´yˇska pˇredn´ıho nosn´ıku
ss2 efektivn´ı v´yˇska zadn´ıho nosn´ıku
V´ysledn´e smykov´e toky ve stojin´ach nosn´ık˚u jsou d´any souˇctem jednotliv´ych pˇr´ıspˇevk˚u, kter´e na stojin´ach p˚usob´ı. Tyto sloˇzky byly stanoveny v´yˇse.
V oblasti od z´avˇesu kˇrid´elka do konce kˇr´ıdla je konstrukce jednonosn´ıkov´a dvoudu-tinov´a, kde je smykov´y tok ve stojinˇe d´an skladbou smykov´ych tok˚u v dutin´ach a smykov´eho toku ve stojinˇe od posouvaj´ıc´ı s´ıly.
V´ysledn´y smykov´y tok v t´eto oblasti je d´an vztahem:
qS1= qs1+ q1− q2 (6.21)
Kde:
qS1 v´ysledn´y smykov´y tok ve stojinˇe q1 smykov´y tok v pˇredn´ı dutinˇe q2 smykov´y tok v zadn´ı dutinˇe
V oblasti od konce podvozkov´e ˇsachty do z´avˇesu kˇrid´elka je konstrukce dvounos-n´ıkov´a tˇr´ıdutinov´a. Smykov´y tok ve stojin´ach je opˇet d´an skladbou smykov´ych tok˚u v dutin´ach a smykov´eho toku ve stojinˇe od posouvaj´ıc´ı s´ıly.
V´ysledn´e smykov´e toky v t´eto oblasti jsou d´any vztahy:
qS1= qs1+ q1− q2 (6.22)
qS2= qs2+ q2− q3 (6.23)
Kde:
qS1 v´ysledn´y smykov´y tok ve stojinˇe pˇredn´ıho nosn´ıku q1 smykov´y tok v pˇredn´ı dutinˇe
q2 smykov´y tok v prostˇredn´ı dutinˇe
qS2 v´ysledn´y smykov´y tok ve stojinˇe zadn´ıho nosn´ıku q3 smykov´y tok v zadn´ı dutinˇe
V oblasti podvozkov´e ˇsachty je smykov´y tok na stojinˇe pˇredn´ıho nosn´ıku d´an souˇctem smykov´eho toku od posouvaj´ıc´ı s´ıly s tokem v pˇredn´ı dutinˇe a pro stojinu zadn´ıho nosn´ıku souˇctem toku od posouvaj´ıc´ı s´ıly na zadn´ım nosn´ıku se smykov´ym tokem v zadn´ı dutinˇe.
V´ysledn´e smykov´e toky v t´eto oblasti jsou d´any vztahy:
qS1= qs1+ q1 (6.24)
qS2= qs2+ q2 (6.25)
Kde v´yznam vˇsech symbol˚u byl stanoven v´yˇse.
V oblasti mezi koˇrenov´ymi ˇzebry je celkov´y smykov´y tok roven smykov´emu toku od posouvaj´ıc´ı s´ıly na nosn´ıc´ıch.
6.2. Dimenzov´an´ı stojin nosn´ık˚u a potahu
6.2.5 Napˇet´ı v potahu a ve stojin´ach 6.2.5.1 Napˇet´ı v potahu
Napˇet´ı v potahu lze stanovit dle vztah˚u:
τ1 = q1 t3 tlouˇst’ka potahu v zadn´ı dutinˇe 6.2.5.2 Napˇet´ı ve stojin´ach
Napˇet´ı ve stojin´ach nosn´ık˚u lze urˇcit pomoc´ı vztah˚u:
τS1= qS1 τS2 napˇet´ı ve stojinˇe zadn´ıho nosn´ıku tS1 tlouˇst’ka stojiny pˇredn´ıho nosn´ıku tS2 tlouˇst’ka stojiny zadn´ıho nosn´ıku
6.2.6 Stanoven´ı kritick´eho napˇet´ı a jistot
Nejprve bylo nutn´e urˇcit ˇrezy pro stanoven´ı kritick´eho napˇet´ı a n´aslednou kontrolu jistot. Dle [14] byl pro kaˇzd´e pole urˇcen jeden ˇrez, kter´emu odpov´ıd´a nejvˇetˇs´ı vepsan´a kruˇznice do tohoto pole.
Na obr´azku n´ıˇze je zn´azornˇen postup urˇcen´ı jednoho ˇrezu pro kontrolu jistot potahu a stojin.
Obr´azek 6.7: Stanoven´ı ˇrez˚u pro kontrolu jistot dle [14]
6.2.6.1 Kritick´e napˇet´ı rovn´ych ˇc´ast´ı
Pro stojiny a m´alo zakˇriven´e ˇc´asti potahu je kritick´e napˇet´ı stanoveno podle [14] dle vztahu:
τk= κ · k · EW ·
d b
2
(6.31) Kde:
κ koeficient vyjadˇruj´ıc´ı nesoumˇernost skladby kompozitu, kde pro tento pˇr´ıpad (soumˇern´a skladba) je κ = 3 (odeˇcteno z [14] z charakteristiky 4.41)
k koeficient z´avisl´y na rozmˇerech dan´eho pole (v´yˇska pole b, ˇs´ıˇrka pole a) a na zp˚usobu uloˇzen´ı (pro tento pˇr´ıpad uvaˇzov´ana kˇrivka k1); (odeˇcteno z [14] z charakteristiky 4.42)
EW modul pruˇznosti (tato hodnota byla zad´ana pro pouˇzit´y materi´al stojin EW s= 61562 MPa a pro potah EW p= 48474 MPa
d tlouˇst’ka kompozitu (lamin´at vˇcetnˇe j´adra) b v´yˇska pole
Rozmˇery a, d, b byly odeˇcteny v pˇr´ısluˇsn´ych ˇrezech z modelu kˇr´ıdla v programu Siemens NX.
6.2.6.2 Kritick´e napˇet´ı zakˇriven´ych ˇc´ast´ı potahu
V m´ıstˇe n´abˇeˇzn´e hrany kˇr´ıdla byla provedena modifikace v´ypoˇctu kritick´eho napˇet´ı.
Kritick´e napˇet´ı v zakˇriven´e ˇc´asti bylo stanoveno dle vztahu pˇrevzat´eho z [14]:
τk= kk· EW ·
s b
2
(6.32)
6.2. Dimenzov´an´ı stojin nosn´ık˚u a potahu
Kde:
kk koeficient z´avisl´y na rozmˇerech dan´eho pole (v´yˇska pole b, polomˇer zakˇriven´ı r, tlouˇst’ka kompozitu (lamin´at vˇcetnˇe j´adra) s); (odeˇcteno z [14] z charakte-ristiky 4.45)
EW modul pruˇznosti (tato hodnota byla zad´ana pro pouˇzit´y materi´al EW = 48474 MPa)
s tlouˇst’ka kompozitu (lamin´at vˇcetnˇe j´adra) b v´yˇska pole
Rozmˇery b, r, s byly odeˇcteny v pˇr´ısluˇsn´ych ˇrezech z modelu kˇr´ıdla v programu Siemens NX.
6.2.6.3 Stanoven´ı jistot
Jistotu lze urˇcit jako pomˇer kritick´eho napˇet´ı v dan´em ˇrezu v˚uˇci napˇet´ı, kter´e v potahu nebo stojinˇe vznikne pˇri poˇcetn´ım zat´ıˇzen´ı.
j = τk
τ a (6.33)
Jistoty potahu a stojiny v oblasti od z´avˇesu kˇrid´elka do konce kˇr´ıdla jsou shrnuty v tabulce n´ıˇze.
Tabulka 6.1: Pˇrehled jistot v oblasti od z´avˇesu kˇrid´elka do konce kˇr´ıdla