Расчет двигателя орбитального маневрирования
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
я площадь отверстия, найдём их количество. Определим площадь одного отверстия
.
Определим количество отверстий
.
7. Прочностные расчеты
.1 Расчет несущей способности двухслойной цилиндрической оболочки с учетом осевой нагрузки
Дана двухслойная оболочка с размерами
Средние температуры внутренней и наружной стенок равны:
Материал оболочек - нержавеющая сталь. Температурные удлинения определяются по графику изменений коэффициента линейного расширения сталей в зависимости от температуры нагрева [5].
,
.
Задаемся значениями м[5].
Далее находим давление газов, обеспечивающих радиальную деформацию. Для этого находим:
Находим
Затем по графику [5] находим значения напряжений ? и ?; получим
Так как значение ?хn выбрано произвольно, то необходимо проверить правильность его подбора. Если ?=0, то ?хn выбрано правильно
,
Отношение погонных осевой и окружной сил к - находим по формуле
.
Следовательно ?хn выбрано правильно.
По заданному значению ?уn и полученному ?хn находим искомое рг в камере
Далее, продолжаем расчет до получения полной кривой , задаваясь другими значениями радиальной деформации . Результаты расчетов приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 - Результаты расчета для построения кривой
?R(м)0,250,500,7511,251,50?y(МПа)-2,25-1,8-1,50,202,22,3?y(МПа)3,35,86,36,47,17,5?х(МПа)-3,4-3,1-1,8-0,81,82,4?х(МПа)24,95,25,866,4p(МПа)-2,050,20,450,951,31,4
Результаты расчета представлены в виде кривой (рис.7.1). На ней же показано изменение ?у и ?х в зависимости от ?R.
Рисунок 7.1 Напряженность оболочек в зависимости от ?R
Как видно из кривой, при давлениях, больших , в оболочках происходит резкий рост пластических деформаций. Запас по несущей способности оболочки будет равен:
Полученное значение запаса прочности по общей несущей способности оболочек должен попадать в допустимый диапазон значений этого коэффициента (nдоп=1,2тАж1,5).
7.2 Прочность спая
На рабочем режиме под действием перепада давлений рк и рг связи растягиваются, и в месте спая возникает напряжение отрыва . Его можно определить по разности внешнего и внутреннего погонных усилий в месте спая гофрированной проставки с внутренней оболочкой:
где с - ширина спая, принимаем с = м; l - шаг между связями, принимаем l=м.
Тогда t - расстояние между соседними подкреплениями
м.
- давление жидкости в тракте охлаждения, равное
где перепад давлений на форсунках; перепад давлений в межрубашечном пространстве; давление газов, Тогда
Условие прочности места спая на отрыв:
где предел прочности спая при рабочей температуре,
нормативный коэффициент запаса прочности,
Тогда
В случае режима гидроопрессовки необходимо принять давление а давление определяем как давление гидроопрессовки.
Тогда
где Кэ - коэффициент нагрузки оболочки, Кэ=(1,3-1,5), [3], принимаем Кэ = 1,4.
Напряжение отрыва равно:
Условие прочности места спая на отрыв:
где stвсп=56 МПа - предел прочности спая при рабочей температуре (t=20C).
Тогда
.3 Прочность связей
Под действием давления в межрубашечном пространстве в связях реализуется двухосное напряженное состояние с компонентами ?р и ?ж, причем ?р - напряжение растяжения связи, а ?ж напряжение сжатия, нормальное к боковой поверхности связи.
Напряжение растяжение связи находим по формуле:
где s - толщина гофра, s = ; ? -угол наклона гофра, .
Тогда ?
Напряжение сжатия равно:
Условие прочности связей
где ?вt - предел прочности материала связи при рабочей температуре, ?вt=380 МПа, [3].
?i - интенсивность напряженного состояние в связи, равное
Тогда
При гидроопрессовке а давление определить как давление гидроопрессовки.
Тогда
Напряжение находим по формуле:
Напряжение сжатия равно:
Интенсивность напряженного состояние в связи равно:
Тогда
7.4 Местная прочность оболочки
На поведение неподкреплённого участка оболочки под действием перепада давлений существенное влияние оказывает соотношение между длиной неподкрепленного участка и толщиной оболочки l/h. Если l/h мало (l/h<4),(рис.5.2), то местную прочность внутренней оболочки будет определять напряжение среза в месте сочленения оболочки и связи.
Погонную перерезывающую силу в сечении находим по формуле:
Напряжение среза
Запас местной прочности в оболочке равен:
где кt- коэффициент, учитывающий ослабление материала, работающего на срез, кt =0,8 предел прочности материала внутренней оболочки с учетом нагрева,
Тогда
.
При гидроопрессовке рг=0 а давление pж определить как давление гидроопрессовки. Считаем рассч