расчет бака. Расчет сф.бака справ. материал. 2. 1 Свойства материалов топливных баков

Название	2. 1 Свойства материалов топливных баков
Анкор	расчет бака
Дата	10.06.2022
Размер	7.94 Mb.
Формат файла
Имя файла	Расчет сф.бака справ. материал.docx
Тип	Документы #584109
страница	2 из 5

1 2 3 4 5

2.3. Расчет поверхности емкости "О"

2.3.1. Конструкция емкости "О"

Емкость окислителя представляет собой тонкостенную сферическую оболочку с короткой (80 мм) цилиндрической вставкой. Радиус кривизны оболочки по теоретической линии равен 1330 мм.

Днища емкости выполнены в виде полусферических оболочек, собираемых из центрального сферического сегмента и двух полусферических секторов при помощи аргоно-дуговой сварки. Днища химически фрезеруются до минимально допустимой толщины 1.3 мм по всей поверхности за исключением зон около сварных швов, мест приварки фитингов подвески, мест крепления перегородок, зон вокруг фланцев и цилиндрических поясов шириной 40 мм в экваториальной части.

Для заправки и слива компонента топлива в емкости имеются трубопроводы и коллектор. Для установки деталей и узлов внутри емкости имеется люк-лаз, расположенный на верхнем днище.
16

Крепление емкости окислителя к ферме производится при помощи болтов через восемь фитингов. Фитинги изготовлены из сплава ал. АМгб и приварены к нижнему днищу нахлесточным сварным швом.

На верхнем днище емкости расположены:

центральный фланец с приваренной к нему центральной трубой. Центральная труба служит для размещения датчика уровня и крепления распылителя системы захолаживания и трубопровода системы заправки;

фланец системы захолаживания;

фланцы;

фланец люка-лаза и крышка люка-лаза;

элементы крепления перегородок. На нижнем днище:

фитинги подвески емкости;

расходный фланец;

фланцы системы заправки и слива;

фланцы крепления баллонов;

элементы крепления перегородок.

Внутри емкости установлены:

успокоительные перегородки, закрепленные на кронштейнах, приваренных к оболочке емкости;

центральная труба, приваренная к центральному фланцу и опирающаяся на узел крепления в точке схода системы перегородок;

трубопроводы системы захолаживания, заправки и слива;

два баллона.

Магистрали дренажа и наддува предназначены для дренажа и наддува бака "О" с целью поддержания необходимого давления в нем, а также для увода блока после отделения КА путем сброса остатков окислителя через трубопроводы.

Со стороны полости бака к расходному фланцу крепится тарель - цельносварное устройство, выполняющее функции воронкогасителя и фильтра. На центральный фланец верхнего днища установлен датчик уровня. Датчик расположен внутри трубы, сообщающейся с полостью емкости. Для уменьшения колебаний жидкости в емкости имеются вертикальные и радиальные перегородки. На верхнем днище емкости установлены два баллона

17

для хранения сжатого газа. В изделии емкость крепится за восемь силовых кронштейнов к ферме. Для монтажа внутрибаковых элементов в бак

вварены фланцы. Элементы крепятся к фланцам с помощью резьбовых соединений, герметизация стыков осуществляется сваркой. Все резьбовые соединения внутри бака законтрены стальной проволокой, при этом стопорение выполняется таким образом, чтобы элементы резьбового соединения при его разрушении оставались зафиксированными на проволоке.

Технологически бак изготавливается из двух полусферических днищ. Минимальная толщина днища, получаемая химическим фрезерованием, равна 1,3 мм, минимальная толщина днища у сварных швов, фланцев — 3,3 мм.

2.3.2. Расчет прочности емкости "О"

2.3.2.1.Расчет оболочки емкости "О" на устойчивость от внутреннего давления

Где:

σ1 - меридиональные напряжения;

σ2 - кольцевые напряжения.

18
Расчетные коэффициенты безопасности приведены в таблице 2.4.
Таблица 2.4

Значения коэффициентов безопасности

Предстартовая подготовка	Наземная эксплуатация	Инерционные нагрузки и штатная работа	Расчет на устойчивость
f=l,5	f=2,0	f=l,3	f =1

Из формул определим толщину стенки бака, подставляя вместо σ1 и σ2 предел прочности материала [σ] при 20°С или предел прочности сварного шва для сечений 2, 8, 9, 10,11,16,17,19,20,25,26,27, 28, 34. Результаты расчета приведены в таблице 2.5.

19

Таблица 2.5

Прочностные характеристики емкости "О" в расчетных точках

Точка	Рmах, КГС/СМ²	F	р, кгс/см	[Q],кгс/см	σ расч, ММ	σ,мм
1
2	4,68	1,3	6,084	2560	1.58	3,3
3	4,69	1,3	6,097	3200	1,27	1,3
4	4,71	1,3	6,123	3200	1,27	1,3
5	4,74	1,3	6,162	3200	1,28	1,3
6	4,77	1,3	6,201	3200	1,29	1,3
7	4,81	1,3	6,253	3200	1,30	1,3
8	4,85	1,3	6,305	2560	3,28	3,3
9	4,86	1,3	6,318	2560	3,28	3,3
₁₀	4,87	1,3	6,331	2560	1,64	3,3
₁₁	4,89	1,3	6,357	2560	1,65	3,3
12	4,91	1,3	6,383	3200	1,33	1,4
13	4,96	1,3	6,448	3200	1.34	1,4
14	5,06	1,3	6,578	3200	1,37	1,4
15	5,2	1,3	6,76	3200	1,40	1.4
16	5,27	1.3	6,851	2560	1,78	3.3
17	5,28	1,3	6,864	2560	1,78	3.3
18
19	5,28	1,3	6,864	2560	1,78	3,3
20	5,27	1,3	6,851	2560	1,78	3,3
21	5,2	1,3	6,76	3200	1,40	1,4
22	5,06	1,3	6,578	3200	1,37	1,4
23	4,96	1,3	6,448	3200	1,34	1,4
24	4,91	1,3	6,383	3200	1,33	1,4
25	4,89	1,3	6,357	2560	1,65	3,3
26	4,87	1,3	6,331	2560	1,64	3,3
27	4,86	1,3	6,318	2560	3,28	3,3
28	4,85	1,3	6,305	2560	3,28	3,3
29	4,81	1,3	6,253	3200	1,30	1,3
30	4,77	1,3	6,201	3200	1,29	1,3
31	4,74	1,3	6,162	3200	1,28	1,3
32	4,71	1,3	6,123	3200	1,27	1,3
33	4,69	1,3	6,097	3200	1,27	1,3
34	4,68	1,3	6,084	2560	1,58	3,3

1 2 3 4 5