_{МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ}

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА»

Институт ракетно-космической техники

Кафедра космического машиностроения

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Прочность ракетно-космической техники»

Вариант № 4-7

Выполнил:

студент группы 1406

Шевченко С._.

Преподаватель:

к.т.н., доцент Савельев Л.М.

Самара 2018

РЕФЕРАТ

Курсовой проект

Пояснительная записка: 71 с., 31 рисунок, 6 таблиц, 4 источника.

ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, ПРОДОЛЬНАЯ ПЕРЕГРУЗКА, НОРМАЛЬНАЯ ПЕРЕГРУЗКА, ПЕРЕРЕЗЫВАЮЩАЯ СИЛА, ИЗГИБАЮЩИЙ МОМЕНТ, НЕГЕРМЕТИЧНЫЙ ОТСЕК, ОБШИВКА, ЛОНЖЕРОН, СТРИНГЕР, РАСЧЁТНЫЙ СЛУЧАЙ, МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ, ШПАНГОУТ, БАК, ОБЕЧАЙКА, ДНИЩЕ, УСТОЙЧИВОСТЬ

Данная работа состоит из 4-х частей.

Первая часть. Определены внутренние силовые факторы в корпусе двухступенчатой ракеты. При определении осевых усилий корпус представляется в виде невесомого стержня, при вычислении перерезывающей силы и изгибающего момента используется расчетная схема балки.

Вторая часть работы посвящена расчёту на прочность кругового шпангоута. С помощью ЭВМ определены законы изменения погонной касательной силы, изгибающего момента, перерезывающей силы и продольной силы. Выполнен подбор сечения и поверочный расчёт шпангоута.

В третьей части работы рассматривается методика расчёта на прочность и устойчивость топливных баков летательных аппаратов. Выполнен подбор основных геометрических характеристик бака. При помощи ЭВМ выполнен расчет величины нормальных и касательных напряжений методом последовательных приближений.

В четвёртой части работы рассматривается методика расчёта на прочность негерметичных отсеков летательных аппаратов. Выполнен подбор толщины обшивки, площади сечения лонжеронов, выбор типа и определение количества стрингеров. Для наиболее опасного расчётного случая выполнен расчёт величины нормальных и касательных напряжений методом последовательных приближений. Определён запас прочности наиболее нагруженных силовых элементов

Оглавление

ВЕДЕНИЕ 4

1 Вычисление внутренних усилий в сечениях корпуса ЛА 5

1.1 Определение угла атаки и величины скоростного напора 6

1.2 Расчет продольных аэродинамических нагрузок 7

1.3 Определение продольной перегрузки 10

1.4 Определение осевой силы 11

1.5 Определение продольной аэродинамической силы 11

1.5.1 Определение силы, обусловленной массой конструкции 15

1.5.2 Определение силы, обусловленной давлением наддува 16

1.5.3 Определение силы, обусловленной влиянием массы топлива 17

1.5.4 Определение силы, обусловленной тягой двигателя 19

1.5.5 Определение осевой силы 20

1.5.6 Проверка правильности построения эпюр 23

1.6 Расчет нормальной перегрузки и величины углового ускорения 24

1.7 Построение эпюр M и Q по длине летательного аппарата 29

1.8 Определение скачков напряжений в указанных сечениях 30

2 Расчет шпангоута 33

2.1 Графическое изображение расчетной схемы 33

2.2 Определение с помощью ЭВМ закона изменения погонной касательной силы , изгибающего момента , перерезывающей силы и продольной силы. Посторенние эпюр , , и . 35

2.3 Подбор сечения шпангоута 40

2.4 Подбор диаметра заклепки сборки шпангоута 42

2.5 Подбор диаметра заклепки, крепящей шпангоут к обшивке 43

2.6 Поверочный расчет шпангоута 44

3. Расчет бака 52

3.1 Расчётная схема 52

3.2 Подбор толщин верхнего и нижнего днища 53

3.3 Подбор толщины обечайки 55

3.4 Подбор сечения стыкового шпангоута 56

3.5 Оценка напряженного состояния бака 58

3.6 Расчет бака на устойчивость под действием нормальных и касательных напряжений 59

4 Расчет негерметичного отсека 66

4.1 Подбор толщины обшивки и площади сечения лонжеронов, выбор типа и определение количества стрингеров. 66

4.2. Расчет для наиболее опасного расчетного случая нормальный и касательных напряжений методом последовательных приближений. 72

4.3 Расчет трех наиболее нагруженных панелей дополнительных напряжений в обшивке и стрингерах. 79

4.4 Определение запасов прочности наиболее нагруженных силовых элементов 83

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 89

Ведение

Данная работа посвящена разным этапам расчёта как летательного аппарата в целом так и отдельных его частей. Для всего летательного аппарата выполнен расчёт нагрузок и внутренних силовых факторов в его поперечном сечении. Рассмотрена методика расчёта на прочность негерметичных отсеков летательных аппаратов. Изложена методика расчета силовых шпангоутов. Рассмотрен расчёт на прочность и устойчивость топливных баков летательных аппаратов.

Для уменьшения времени вычислений, и улучшения качества результатов в курсовой работе используются мощные программные пакеты для математических расчетов MicrosoftExcel, Мathcad. Они относятся к классу систем высокого уровня, являются мощными современными средствами приближенного решения разнообразных задач и позволяют строить графики, помогающие наглядно представить результаты.