Относительная прочность и жесткость

Какой же материал лучше? Во-первых, необходимо учитывать, в каких условиях будет эксплуатироваться аппарат. Применение неблагоприятных гальванических пар и сплавов на магниевой основе исключает применение аппарата в морском воздухе. Этот воздух благоприятствует быстрому развитию коррозии. Даже для обычных условий магниевые сплавы требуют надежной антикоррозийной защиты (оксидирования с лакокрасочным покрытием), но это не всегда удобно в эксплуатации. Анодирование магниевых сплавов, которое не требует лакокрасочной защиты, еще не получило широкого распространения.

И во-вторых, не одна плотность определяет легкость детали. Так как любая деталь должна быть прочной, то при расчете летательного аппарата вводится такое понятие, как удельная прочность, а это отношение предела прочности ов к плотности Q. Этим параметром пользуются для определения наивыгоднейшего материала, детали из которого работают на растяжение и подчиняются закону Гука. Например, тросы и элементы в их системе, центральный болт, горизонтальная труба рулевой трапеции.
Но удельная прочность может подсказать оптимальный материал не при всех видах деформации. Если деталь работает на сжатие, срез (сдвиг, как большинство болтов), изгиб или кручение, то необходимо пользоваться пределами прочности этих видов деформации. Но есть деформации, при которых определяющими будет не предел прочности, а жесткость.

Томас Юнг в свое время пришел к выводу, что если пользоваться не абсолютным значением сил и смещений в конструкциях, а напряжениями и деформациями, то закон Гука можно записать в виде отношения напряжения к деформации a/e=const. Вывод Юнга был таков, что эта константа является характеристикой каждого вещества и представляет его жесткость Е. Эту константу называют также модулем Юнга или модулем упругости. Прочность и жесткость — это не одно и то же. Жесткость Е показывает, насколько податливым является материал, а прочность а, т характеризуется напряжением, необходимым для того, чтобы этот материал разрушить.

Отношением E/Q целесообразно пользоваться для определения наивыгоднейшего материала боковых труб крыла, которые работают как консоли, закрепленные одним концом. Из тонкостенных дета
лей, работающих на продольное сжатие (что при их длине будет вызывать потерю устойчивости),—это поперечная балка, мачта при отрицательных перегрузках, вертикальные элементы рулевой трапеции. Удельными характеристиками прочности (а точнее—-устойчивости) будут vE/og— для труб и полу оболочек и V E/Qg — для плоских элементов типа пластинок. 

Смотрите также

Ракетный комплекс Р-7 (8К71) SS-6 "Sapwood"
Двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 (8К71) несла ядерный боевой заряд и могла его доставить практически в любую точку территории вероятного противника. Предварительные изыскан ...

GATC XCG-16 Транспортно-десантный планер
Планер XCG-16 разработала небольшая фирма General Airbone Transport Company (GATC) созданная на базе мастерских Bowlus Saiplane Inc. Вначале была изготовлена модель в масштабе 1:2, а потом прототип, п ...

Классическая аэродинамика
Взаимодействие потока воздуха с телом зависит не только от размеров, формы тела и его ориентации в потоке, но и от скорости потока и плотности воздуха, которые принято обозначать V и Q. В расчетах фо ...