Лекции по прочности двигателей. Лек_Проч_РД!. Конструкционная прочность элементов ла
 Скачать 1.21 Mb.
|
Конструкционная прочность элементов ЛАВ курсе "Сопротивление материалов" - фундаментальном курсе, целью которого является изучение простейших схем напряженно - деформированного состояния (НДС) идеализированных конструкций из идеализированного материала, - ставились и реализовывались в рамках многочисленных гипотез прямые и обратные задачи проектирования и прогнозирования возможностей нормального функционирования неконкретных элементов машин и сооружений. Последующая конкретизация задач без привязки к конкретной специальности, и потому носящая общий характер, осуществлялась в курсах «Детали машин». Гипотезы курса «Сопротивление материалов» зачастую неприемлемы для расчетов деталей, элементов и узлов, являющихся предметом изучения ракетостроительных специальностей. К современным ЛА (летательным аппаратам) предъявляются весьма разнообразные и высокие требования. При сохранении всех заложенных ТТХ (тактико-технических характеристик) ЛА (ракета) должен иметь хорошие эксплуатационные данные, быть простым и дешевым в производстве. Наконец, при обеспечении этих данных конструкция ЛА должна быть достаточно прочной. Анализ перечисленных требований показывает, что многие из них являются противоречивыми. Например, при проектировании самолета в зависимости от его назначения часто можно улучшать одни данные самолета за счет ухудшения других. Одно из таких противоречий неизбежно при создании любого ЛА. Это противоречие связано с необходимостью, с одной стороны, иметь минимальное лобовое сопротивление и наименьший вес самолета, а с другой - достаточную его прочность. Повышение же прочности, как известно, обычно связано с утяжелением конструкции, а облегчение конструкции – с понижением прочности. Отсюда следует необходимость во всех случаях точно определить потребную прочность для разных конструктивных элементов ЛА. Потребная же прочность зависит от внешних нагрузок (под внешней нагрузкой понимается уравновешенная система сил, включающая известную активную нагрузку и реактивные силы), фактически действующих на сооружение и отдельные его части при эксплуатации. На одной и той же прочности элементов ЛА (например, крыла самолета) можно добиться, применяя различные их конструкции, разный материал и разную технологию производства. От этого же будет зависеть и вес данного агрегата и всего сооружения. Следовательно, достаточно прочные конструкции одного назначения могут иметь равные веса в зависимости от того, насколько рациональна конструкция, как произведен выбор материала и т.д. Под прочностью всякого инженерного сооружения принято понимать способность конструкции воспринимать, не разрушаясь определенные внешние нагрузки. Более прочная конструкция разрушается от больших внешних сил. Прочность конструкции определяется прочностью ее отдельных элементов. Поэтому для суждения о прочности конструкции в целом надо уметь проверять прочность ее отдельных элементов. Эта задача считается решенной, если мы умеем, исходя из заданных внешних сил, причем предполагается известными их величина, направление действия и закон распределения, действующих на конструкцию, находить внутренние усилия в ее отдельных элементах и определять напряжения в них. Сравнение напряжений в элементах конструкции с напряжениями, которые допускаются материалом, сразу дает ответ на вопрос, достаточна ли прочность конструкции. Для того чтобы узнать в каких условиях работает та или иная деталь, следует, рассматривая ее в составе всей конструкции ЛА, определить действующие на нее силы. После этого можно, рассматривая деталь изолированно от всего изделия, исследовать ее прочность и устойчивость при данной нагрузке и, если требуется, определить деформацию. При всем многообразии форм конструктивных элементов, составляющих конструкцию ЛА, они могут быть сведены к небольшому числу основных форм – брус (или стержень), толстостенный цилиндр, оболочка и пластинка. Как видно, оценка прочностной надёжности элемента конструкции начинается с выбора расчётной схемы, а точнее, расчетной модели, включающей в себя модели материала, модель геометрии и модель внешнего нагружения. Совершенно очевидно, что для одной и той же ситуации может быть предложено несколько расчётных моделей, которые отличаются различной глубиной описания реального объекта и условий его работы. Но следует при этом учитывать, что чем более сложна модель, тем больше потом проблем с её практической реализацией, но, с другой стороны, тем более достоверен итоговый результат. Прочность –это способность конструкции выдерживать заданную нагрузку, не разрушаясь. Жесткость – способность конструкции к деформированию в соответствие с заданным нормативным регламентом. Деформирование – свойство конструкции изменять свои геометрические размеры и форму под действием внешних сил Устойчивость – свойство конструкции сохранять при действии внешних сил заданную форму равновесия. Надежность – свойство конструкции выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных нормативных пределах в течение требуемого промежутка времени. Ресурс – допустимый срок службы изделия. Указывается в виде общего времени наработки или числа циклов нагружения конструкции. Отказ – нарушение работоспособности конструкции. Опираясь на вышесказанное, можно дать определение прочностной надежности. Прочностной надежностью называется отсутствие отказов, связанных с разрушением или недопустимыми деформациями элементов конструкции. Упругостью называется свойство тела восстанавливать свою форму после снятия внешних нагрузок. Пластичностью называется свойство тела сохранять после прекращения действия нагрузки, или частично полученную при нагружении, деформацию. Ползучестью называется свойство тела увеличивать деформацию при постоянных внешних нагрузках. |