Длина штырей.
Доброго времени, коллеги.
Возникла потребность воспользоваться знаниями и опытом уважаемого сообщества.
Вопрос следующий.
Существует-ли некая методика по расчёту длины соединительных штырей консолей, или же сегментов консолей (уши-центроплан) наших самолётиков.
Стандартные рекомендации 7-10% от полуразмаха мне известны.
Однако, хочется конкретики.
Вопрос следующий. Существует-ли некая методика по расчёту длины соединительных штырей консолей,
А на что это влияет? ))) Работает только та его часть, которой это необходимо, все остальное - лишний вес. Штырь на планер Графит1, к примеру, - 120 мм общая длина, Эксплорер неохота разбирать, но по-моему там 140 мм. Все остальные, уверен, в тех же пределах, плюс - минус)) Вот и вся статистика, чего там считать…
😁 Теоретически, хватило бы и 40 мм ( по 20 на сторону), если бы удалось надежно зафиксировать штырь в пенале. Но чем меньше длина, тем сильнее проявятся малейшие зазоры в паре штырь - пенал. Прочность штыря начинается там, где заканчивается ложерон…
Мой приятель делал штыри на J планер менее 100 мм. Никаких проблем не замечено при самых жестоких перегрузках.
Работает две высоты лонжерона на сторону, а сколько добавить чтобы люфта не было решать самому.
Работает две высоты лонжерона на сторону
Есть где глянуть? В принципе было бы достаточно даже эпюр.
Евгений, Вы подходите к этому вопросу слишком щепетильно, поверьте…)) Куда важнее сечение…
Алексей, вы имеете ввиду форму сечения в плане или площадь, чтобы она соответствовала нагрузке на срез?
*************** Пара мыслей по теме ************
В штыре работают в месте сочленения две нагрузки.
На сдвиг и на срез.
Результирующий вектор сил будет направлен под неким, переменным, углом.
У меня покуда зреет мысль, что длина штыря будет обусловлена прочностью клеевого шва на сдвиг.
Имеется ввиду клеевый шов пенала к полкам и к лонжерону. Т.Е. если площадь клеевого шва удержит нагрузки то зачем делать штырь длиннее?
Второй момент.
Результирующий вектор превращает узел штырь-пенал в эдакий ломик, который норовит вскрыть крыло в месте окончания стыковочного узла.
По моим наблюдениям, полётные нагрузки ломают или штырь, где-нибудь, обычно на стыке фюзеляж-крыло … или лонжерон, именно в месте окончания пенала, если узел построен плохо.
На сегодняшний день я считаю только штырь и закладываю двойной запас прочности стенки лонжерона на участке окончания штыря …
Но, имхо, это лишнее, и лишний вес.
Вот и хочется просчитать, что будет разумным и достаточным …
Если штырь и лонжерон расчетный, то самая опасная точка - это лонжерон на конце штыря. Задача сделать переход плавным. Это достигается конструктивными решениями. Не только усилением стенки, но и полок. И все таки основная разрушающая нагрузка - изгибающий момент.
Как пример конструктивного решения: www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1736822&p…
Считать композиты - большая проблема. Слишком сильно гуляют характеристики связующего, и адгезия зависит от всего, чего угодно. Так что без двукратного запаса никак.
это лишнее, и лишний вес.
А сколько лишнего веса в граммах при двухкратном запасе прочности в месте окончания штыря? Иначе очень сложно Вам ответить.
А из общих соображений - Может лучьше эти “20” грамм съэкономить, например, на покраске фюзюляжа? или вообще на них наплевать. Увеличение нагрузки на 0.05 гр/дм ну никто и никогда не заметит.
Евгений Николаевич, то что ты разместил по линку, называется короб.
Да, нормальное решение. Я его использую, но у “меня сердце кровью обливается, от такой рубец”, когда я заливаю пазы смолой, пусть и с наполнителем.
А сколько лишнего веса в граммах при двухкратном запасе прочности в месте окончания штыря? Иначе очень сложно Вам ответить.
Зависит и от длины штыря и от расчетных нагрузок.
На крайнем планере грамм 7-8 материала и столько-же смолы / на узел.
Итого - 30-35.
Но меня больше интересовала таки часть, относящаяся к сопромату.
Покуда я получил из конкретики - две высоты лонжерона. Это уже хорошо …
Две высоты лонжерона наверное всётаки отнсится к прочности штыря в месте стыка
а длина штыря больше влияет на распределение нагрузки на пенал и лонжерон
чем короче штырь тем прочнее надо делать узел пенал - лонжерон
Что касается расчётов - допустим взяли ответсвенное изделие из металла с известными характеристиками расчитали
далее приходит партия металла из этой партии делаются контрольные образцы и подвергаются испытаниям
если соотвествует то эта партия металла запускается в производство.
заливаю пазы смолой
а откуда они взялись и зачем фотки бы посмотреть.
Две высоты лонжерона наверное всётаки отнсится к прочности штыря в месте стыка
Юрий, с расчетами сечения штыря нет никаких проблем.
Меня интересует длина.
По пазам.
Стенки и особливо полки - они прямые, а вот штыри, и пеналы, бывают круглыми.
Отсюда - паз. Его нужно заполнить, чем-нибудь.
Если мне не лень - то профилирую дощечку, но как правило - это просто смола с наполнителем.
Если с прочностными расчетами штыря нет проблем, то нет проблем и с прочностным расчетом лонжеронов и пенала. Тогда длина штыря выбирается из расчета люфта между штырем и пеналом. это технология, увеличение люфта во время эксплуатации … . При увеличении люфта консоль начнет болтаться. Чем больше предполагаемый (допустимый) люфт тем длиннее штырь. Размеры 100-150 мм (на сторону) наверно достаточно разумные величины при диаментре (высоте) штыря 12-15 мм.
Абсолютно согласен с тем, что длина штыря определяется лишь из соображений возможного люфта в будущем. Разумеется, чем штырь длиннее, тем люфт меньше. Практически, никакой прочностной составляющей длина штыря не несет, это отдельная и подвижная деталь, никак не связанная жестко с силовой конструкцией. Никогда в своих моделях не усиливал лонжерон в месте вклейки пенала. Максимум - более тщательная промотка кевларовой нитью, практически, виток к витку в этом месте. Буржуи, продающие свои планера за немалые деньги, и этого не делают. Для моделей планеров размахом 3.5 - 3.8 метра вполне достаточна общая длина штыря 140 мм (по 70 на сторону). Не думаю, что кто-то вообще занимается расчетом длины, тут скорее работает опыт и практика.
Стеклопластиковый пенал, снятый с оригинального штыря, и залитый с микросферой между полками лонжерона, дает такой прирост веса, что это даже обсуждать не стоит))😉 Идут по пути снижения веса штыра, делают не монолит, а пустотелый, с наполнителем. Все работает.
У Дрелы была статья по штырям.
Практически, никакой прочностной составляющей длина штыря не несет
Сила на концах штыря равна моменту деленному на длину штыря. Хоть практически хоть теоретически. Вы хотите опровергнуть физику для пятого класса?
Чем длиннее штырь тем меньше усилие на его концах и тем проще сделать пеналы. Попробуйте сделать штырь длиной 10 миллиметров на трехметровом планере. Люфт можно убрать клином.
Чем длиннее штырь тем меньше усилие на его концах и тем проще сделать пеналы.
На концах понятное дело напряжения меньше, чем длинее штырь. А по середине штыря от длинны штыря ничего не меняется. И как это облегчает изготовление пеналов?
У Дрелы была статья по штырям.
На сайте не нашёл.
Дайджест?
Вы хотите опровергнуть физику для пятого класса?
Чем длиннее штырь тем меньше усилие на его концах и тем проще сделать пеналы.
.
Нет, не хочу…) Скучно. Хочу, чтобы Вы обосновали свою версию. Вы не забыли, что штырь - самостоятельная, ни к чему не прикрепленная деталь? По какому закону Вы принимаете во внимание усилие на конце? А силу где прилагаете? Еще очень интересно, как меньшее усилие облегчает изготовление пенала, который сам по себе вообще ничего не несет, лишь направляющая для штыря))
Степан, если я правильно понял, Евгения интересует, поддается ли расчету такой параметр соединительного элемента, как его длина, на что это влияет и зачем…ну и т.д. Пусть поправит меня, если я ошибаюсь. Как пример, берем центроплан и консоль, принимая за аксиому, что лонжероны посчитаны и построены верно. Задача штыря - обладать необходимой прочностью, чтобы передать усилие с одного лонжерона на другой. В моем понимании, двадцать восемь раз пофигу, какие там усилия на концах штыря (больше или меньше), потому как мы имеем рассчитанный лонжерон, который уже сам по себе обязан обеспечить нам необходимую прочность.
Вы хотите сказать, что увеличив длину штыря, можно уменьшить его сечение? Либо уменьшить сечение лонжерона в зависимости от длины штыря? Я просто мысль Вашу не пойму, я физику в пятом классе плохо учил…))
По опыту и практике могу только сказать, что штырь считают по сечению ( а чаще и не считают, а пробуют)), а длину выбирают исключительно из соображений достаточно надежной фиксации в пеналах соединяемых деталей.
Есть брать конкретный пример с планерами 3J - никто не делает штырь длиннее 80мм и короче 50мм на сторону. Вот и вся арифметика и считать тут особо и нечего))
Вот два штыря - круглый монолит диаметром 12мм, длина 115 мм от планера 3.1 размахом, другой примерно 16х14, длина 140 от планера размахом 3.5. Второй штырь пустотелый с бальзовым наполнителем и он легче. К чему все: разница между существующими штырями не так велика, чтобы заморачиваться с расчетами, бОльшая головная боль - это снижение веса при необходимой прочности. И тут увеличение длины в угоду какому-то мифически меньшему усилию на концах, никого не чешет совершенно, поверьте. В данном ракурсе это лишь минус, потому как вес.
Вы хотите сказать, что увеличив длину штыря, можно уменьшить его сечение?
Это так, если штырь однонаправленный.
Короткий штырь сдвиговые напряжения разрушат раньше, чем продольные. Или перерезывающая сила. Но считать, повторюсь, безмысленно. Это не сталь, где почти все понятно… 😃
Но считать, повторюсь, безмысленно.
Собственно, я изначально о том же…))
“Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю” - Архимед.
Консоль работает рычагом, и чем длиннее штырь, тем меньше нагрузка на излом полок лонжерона на торце штыря.
тем меньше нагрузка на излом полок лонжерона на торце штыря.
Это решается несколькими путями.
- Короб, как и упоминал ранее
- Качественный клеевый шов пенала к полкам(придется сначала оторвать, а потом порвать пенал 😃).
- Если позволяет технология - несколько ниток кевлара, плотная намотка, поверх полок и пенала.
- Несколько ниток ровинга под обшивкой.
Я использую все варианты, в зависимости от технологии сборки …
2 Алексей Надашкевич
Вы всё верно поняли.
Я обычно тщательно формулирую задачи … но видимо придется это делать еще тщательней и “с разных ракурсов” 😃)
Резюме.
Оно будет как тот штырь - о двух концах …😃)
Я не получил исчерпывающего ответа на мой вопрос, но обозначилось направление, в какую сторону нужно посмотреть …
Однако в теме прозвучали и конкретные цифры и конкретные примеры, что суть опыт конструкторов-моделистов.
Благодарствую, коллеги.
Если я найду, нащупаю, узнаю и т.д. некую методику или набор рекомендаций, то обязательно размещу ее в этой теме.
***********************************
А теперь - танцуют все! можно и поразвлекаться на околомодельные темы 😃)
Для затравки.
А почему в F3A и в 3D моделях трубы чуть ли не на 2/3 размаха?
Когда я собирал 4-х процентную консоль для Евгения-Маэстро, то штырь там как раз 10-ти процентный (по длине).
Сечение я просчитывал, а после изготовления нагружал штырь расчетным весом. (я стараюсь считать узлы … пока на глазок плохо получается, маловато опыта …).
Крыло, на сегодня, успешно эксплуатируется и, “не складывается”.
Была аварийная посадка плашмя, если кто смотрел первое видео, сложились стойки, но узел отработал.
По отзывам владельца, обшивка в местах окончания пеналов не вспухает, всё там ровно и хорошо.
Через неделю у меня будет возможность провести “авторский надзор” над конструкцией …
Но, Евгения-Маэстро по первости сильно смущало то, что штырь непривычно короткий 😃)
Сейчас, вроде как, он привык, и его это не смущает. Ну и приведенные в пример планера рассеяли его сомнения …
чем длиннее штырь, тем меньше нагрузка на излом полок лонжерона на торце штыря.
Верно. Но меня интересовало, какой в этом зарыт глубокий смысл?! Нормальный, грамотно сделанный лонжерон и пенал прекрасно выдерживают такую нагрузку, пусть она и повышается с уменьшением длины штыря))) Поэтому повторяю вопрос - если узел справляется со своей задачей, какой смысл в увеличении длины (веса) штыря?😉 Зачем уменьшать нагрузку там, где она не превышает предел прочности узла, да еще делать это за счет увеличения веса?
А почему в F3A и в 3D моделях трубы чуть ли не на 2/3 размаха?
Возможно, причина в совершенно других режимах эксплуатации - постоянные знакопеременные нагрузки. Хотя и в этом случае идея такой длинной трубы не совсем понятна. Ну, специалисты скажут точнее…)