1. Определение напряжений в оболочках камеры сгорания на режиме гидроопрессовки.

Гидроопрессовка является основным видом испытаний КС на прочность или несущую способность. При этом внутренние объем КС и межрубашечное пространство заполняется водой. Предваритель­но все штуцеры и критическое сечение закрываются заглушками. Затем насосом в КС создается необходимое давление воды р_ж=р_оп.

При проведении гидроопрессовки производится измерение статических деформаций оболочек КС с помощью тензометрирования, а также определяется разрушающее давление. Измеренные статичес­кие деформации пересчитывают затем на напряжения. Определение разрушающего давления необходимо для выяснения запаса прочности камеры, Для этого при гидроопрессовке постепенно повышают дав­ление воды и фиксируют то значение давления, при котором про­исходит разрушение оболочек.

Гидроопрессовка камеры происходит в холодном состоянии или при температуре окружающей среды. Поэтому, чтобы приблизить условия испытаний к рабочим условиям (по напряжениям в материа­ле), давление опрессовки принимается выше рабочего давления в камере р_г с учетом падения механических свойств материала при повышении температуры. В первом приближении давление опрес­совки равно:

где:

- пределы текучести материала оболочки при температуре опрессовки (обычно 20°С) и рабочей температу­ре соответственно.

Напряжения в оболочках камеры и связях определяются в со­ответствии с ранее изложенной методикой, Формулы для расчета s_j и s_x на режиме гидроопрессовки упрощаются, так как отсутствует нагрев оболочек и температурные деформации, и имеют вид:

, , ,

(9.4’)

Осевое погонное усилие опрессовки равно:

2. Расчёт напряжений в оболочках камеры при работе материала в упруго-пластической области.

Приведенные выше формулы (9.4) и (9.4’) для расчета напряжений записаны для упругой области деформаций, то есть полагается, что напряжения в материале оболочек менее предела упругости s_у, коэффициент Пуассона m = 0,З и в качестве модуля материала используется модуль упругости Е. Эти формулы можно применить и для расчёта в упруго-пластической области, если использовать метод переменных параметров упругости и учесть зависимость механических свойств материала от температуры.

Для большинства металлов, работающих в упругой области, имеет место линейная зависимость между s и e.

где:

E=tga - модуль упругости материала (рис.9.3).

По аналогии для того же материала, работающего в пластической области, можно записать:

где:

E’ = tgb - модуль пластичности или секущий модуль.

Принципиальная разница этих зависимостей состоит в том, что модуль упругости Е есть константа не зависящая от величины деформации, а модуль пластичности Е' зависит от

величины деформации н заранее не известен. Поэтому расчет в этих случаях ведется путем последовательных приближений.

Предполагая в первом приближении работу в упругой области, по формулам (9.4) или (9.4’) находят составляющие напряжений в оболочках s_1j(1), s_2j(1), s_1x(1), s_2x(1) (индекс в скобках означает номер приближения). Затем по методу упругих параметров определяет обобщенные эквивалентные напряжения s_i:

для внутренней оболочки:

(9.8)

и наружной:

и соответствующие им обобщенные интенсивности деформаций:

Если s_1i(1)< s_1у и s_2i(1)< s_2у, то материал работает в упругой области и расчет закончен. В практике в качестве усло­вия упругости принимается:

(9.9)

где:

s_у и s_т – пределы упругости и текучести материала. Если одно из условий (9.9) не выполняется, то необходимо провести второе приближение расчета с новым зна­чением модуля материала и коэффициента Пуассона. В пластической области m = 0,5, а в качестве модуля материала принимается значение секущего модуля Е’ (рис.9.3):

который определяется с помощью диаграммы деформирования материала при рабочей температуре.

Расчет продолжают до тех пор, пока не будет обеспечена заданная точность.