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	3 из 5

1 2 3 4 5

3.3.2.2. Расчет оболочки емкости "О" на устойчивость от внешнего давления

Критическое давление потери устойчивости сферической оболочки под действием внешнего избыточного давления определяется по формуле:

3.3.2.3. Расчет оболочки емкости "О" в зоне узлов подвески

Расчет сферической оболочки емкости окислителя в зоне фланцев, штуцеров и кронштейнов проводится по схеме круглого жесткого включения, нагруженного радиальной силой, сосредоточенным моментом или касательной нагрузкой.

Значения параметров нагружения для расчетных режимов представлены в табл.2.6.

Таблица 2.6

Значения параметров нагружения для расчетных режимов

четные режимы	Значения расчетных параметров нагружения
четные режимы	N_x, тс	Q_y_>TC	Qz,TC	М_х тем	М_у ,тс-м	M_z тс-м
тарт	30	6,6	16,7	1,5	0,7	0,3
Максимальные дольные перегрузки	61,2	2,2	0	0	0	0,3

21
Усилия R_x на один узел подвески

22

Таблица 2.7

Расчетные усилия в узлах подвески емкости "О"

Вариант нагружения	Усилия	Номер узла подвески
		1	2	3	4	5	6	7	8
1	R_x,tc	3,82	3,68	3,58	3,58	3,68	3,82	3,92	3,92
	R_y,TC	1,10	1,48	1,51	0	-1,05	0,15	1,79	1,72
	R_z,tc	4,31	1,42	-1,03	1,28	4,04	2,76	1,12	2,98
2	R_x,tc	7,72	7,70	7,65	7,60	7,58	7,60	7,65	7,70
	Rj^tc	2,21	1,83	0,54	-1,27	-2,17	-1,26	0,55	1,84
	R_z,tc	0	-1,57	-2,19	-1,54	0	1,54	2,19	1,57

Пересчет нагрузок в полярную систему координат, связанную с оболочкой, произведем по формулам:

Rt - нагрузка, касательная к оболочке.

М_х = Rt • L

M_t = R_x-L

L = 3,5 м — эксцентриситет приложения нагрузок на кронштейн относительно оболочки.

Результаты пересчета приведены в таблице 2.8.
23

Таблица 2.8

Расчетные усилия в узлах подвески (в полярных координатах)

Расч. случай	Усилия					Узел
Расч. случай	Усилия	1	2	3	4	5	6	7	8
1	R_r	1,10	2,05	1,67	-1,19	-2,61	0,09	0,20	3,44
	Rt	-4,31	0,15	0,74	-0,47	3,26	2,76	2,10	-0,11
	м_х	-0,15	0,01	0,03	-0,02	0,11	0,10	0,07	0
	M_t ,	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13	0,13	0,14	0,14
2	Rr	2,21	0,06	0,92	0,96	1,30	1,39	1,71	2,29
	Rt	0	2,41	2,06	1,74	1,74	1,42	1,48	0,74
	м_х	0	0,08	0,07	0,06	0,06	0,05	0,05	0,03
	M,	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27	0,27

В расчете оболочки кронштейн подвески заменяем эквивалентной жесткой шайбой радиусом:

Fш = 268 см - площадь, ограниченная контуром кронштейна.

Значение суммарных напряжений от действия мембранных и изгибных составляющих в районе кронштейна определим по формуле:

σ = σ_р +0,53 * R_r +0,016 * m²_x + М² +0.078*Rx+Rt

σ_р = 970 кгс/см² - напряжения от действия внутреннего давления р = 4,8 кгс/см² в районе кронштейна при минимальной толщине стенки бака в районе сварного шва 3,3 мм.
Зная минимальную толщину стенки и напряжения в оболочке, можем

24

рассчитать запас прочности. При запасе прочности больше единицы оставляем
толщину стенки неизменной.

Расчетные величины напряжений в оболочке емкости и значения запасов прочности приведены в таблице 2.9.

Таблица 2.9

Расчетные величины напряжений в оболочке емкости и значения запасов прочности

Расчет ный случай		Узел	R_r	R_x		Rt	м_х		Mt	σ		[σ]		n
			10 Н				10^-1Нм			10⁵Па
1		1	1,1	3,82		-4,31	-0,15		0,133	2003		3200		1,60
1		2	2,05	3,68		0,15	0,01		0,13	2343		3200		1,37
	1	3	1,67		3,58	0,74	0,03	0,13		2140	3200		1,49
	1	4	-1,19		3,58	-0,47	-0,02	0,13		624	3200		5,12
	1	5	2,61		3,68	3,26	0,11	0,13		2736	3200		1,17
	1	6	0,09		3,82	2,76	0,10	0,13		1390	3200		2,30
	1	7	0,20		3,92	2,10	0,07	0,14		1427	3200		2,24
	1	8	3,44		3,92	-0,11	0	0,14		3100	3200		1,03
	2	1	2,21		7,72	0	0	0,27		2749	3200		1,16
	2	2	0,06		7,70	2,41	0,084	0,27		1633	3200		1,96
	2	3	0,92		7,65	2,06	0,07	0,27		2081	3200		1,54
	2	4	0,96		7,60	1,74	0,06	0,27		2092	3200		1,53
	2	5	2,61		7,58	1,74	0,06	0,27		2961	3200		1,08
	2	6	1,39		7,60	1,42	0,05	0,27		2315	3200		1,38
	2	7	1,71		7,65	1,48	0,05	0,27		2490	3200		1,29
	2	8	2,29		7,70	0,74	0,03	0,27		2792	3200		1,45

25

2.4. Расчет перегородок емкости "О"

2.4.1. Функциональное назначение перегородок емкости "О"
В баках устанавливаются вертикальные и радиальные перегородки.
Они выполняют следующие функции :

демпфируют колебания жидкости в полете, тем самым, уменьшая дополнительные возмущающие моменты;

уменьшают погрешности работы системы одновременного опорожнения баков (СООБ) и увеличивают момент инерции бака, что улучшает управление (делает бак устойчивым).
Расчетный перепад давлений, действующий на перегородку от движения жидкости,

р = 0,15кгс/см².

Перегородка рассчитывается как гибкая нить, находящаяся под действием распределенной нагрузки

q = p*b,

где b - средняя ширина перегородки.

Давление на поверхности принимается постоянным. Перегородки изготовлены из листа АМгб с химическим фрезерованием рабочей зоны до толщины 0,3 мм и выполнением перфорации 30 % от общей площади. Погонное растягивающее усилие в перегородке определяется по формуле:
где:

q - погонная нагрузка, действующая на перегородку;

26

L - длина перегородки между узлами крепления (разная для разных видов перегородок);

Е = 700000 кгс/см² - модуль упругости;

Минимальная получаемая технологически толщина перегородки 0,03 см. Рассчитаем для нее запас прочности и при запасе прочности больше 1,1 нет необходимости утолщать перегородку.

Результаты расчета приведены в таблице 2.10.

27
Таблица 2.10.
Прочностные характеристики перегородок в емкости "О"

Номер	q,	L	6	_т_,	σ	σв	η
Номер	кгс/см 2	см		кгс/см	кгс/см²
1	0.15	99.5	0.03	58.5	1950	3200	1.64
2	0.15	46.3	0.06	44.3	740	3200	4.3
3	0.15	72.3	0.054	57.5	1065	3200	3.0
4	0.15	90.2	0.039	59.8	1530	3200	2.09
5	0.15	63.0	0.039	47.1	1210	3200	2.64
6	0.15	26.8	0.034	25.4	750	3200	4.27
7	0.15	27.8	0.034	26.1	770	3200	4.16
8	0.15	45.1	0.036	36.7	1020	3200	3.14
9	0.15	27.4	0.034	25.8	760	3200	4.21
10	0.2	158.0	0.09	139.2	1550	3200	2.06

1 2 3 4 5