Міністерство освіти і науки України

Дніпропетровський національний університет

Фізико-технічний інститут

Кафедра проектування та конструкцій

Спеціальність “Літальні апарати”

КУРСОВА РОБОТА

ПРОЕКТУВАЛЬНИЙ РОЗРАХУНОК ВІДСІКІВ ЛА

Виконавець

студент групи

ТЛ-05-1 Є. В. Великий

Керівник

доцент Р. Д. Краснікова

2008

ЗМІСТ

Анотація ……………………………………………………………………..

1. Завдання……………………………………….……………………………...

2. Розрахунок елементів бака. …………………………………………………

2.1. Розрахункові випадки. Коефіцієнти безпеки. ……………………………..

2.2. Розрахунок стінки бака. …………………………………………………….

2.2.1. Розрахунок гладкої стінки. ……………………………………………….

2.2.1.А. Розрахунок на міцність. ………………………………………………..

2.2.1.Б. Розрахунок на стійкість. ………………………………………………..

2.2.2. Розрахунок вафельної стінки. ……………………………………………

2.2.2.А. Розрахунок на міцність. ………………………………………………..

2.2.2. Б. Розрахунок на стійкість. ……………………………………………….

2.3. Розрахунок днищ бака. ……………………………………………………...

2.3.1. Розрахунок верхнього днища. ……………………………………………

2.3.2. Розрахунок нижнього днища. …………………………………………….

2.4. Розрахунок шпангоутів. …………………………………………………….

2.4.1. Розрахунок верхнього шпангоута. ……………………………………….

2.4.2. Розрахунок нижнього шпангоута. ………………………………………..

3. Розрахунок «сухого» відсіку

Перелік посилань …………………………………………………………………

Анотація

У даній роботі виконується проектувальний розрахунок відсіків ЛА, тобто визначаються необхідні мінімальні товщини гладких стінок циліндричного несучого бака, конічного та сферичних днищ, виходячи з умов міцності (та стійкості), приймається рішення стосовно товщини стінок – приймати постійну чи змінну товщину, визначається площа (та момент інерції) шпангоутів. Після проведення розрахунків непідкріпленої оболонки бака робиться висновок щодо доцільності її застосування,за потребою виконується розрахунок підкріпленої оболонки. Далі розраховуються параметри «сухого» відсіку.

Аналізуючи отримані результати, оберемо кращий варіант, виходячи з умов міцності та стійкості конструкції, за умови, що матеріал стінки бака – Амг6Н, а матеріал днищ та шпангоутів – АМг6М, матеріал стрингерів та шпангоутів «сухого» відсіку - Д16Т, матеріал обшивки «сухого» відсіку - Д19Т

Аннотация

В данной работе осуществляется проектировочный расчет отсеков ЛА, то есть определяются необходимые минимальные толщины гладких стенок цилиндрического несущего бака, конического и сферического днищ, исходя из условий прочности (и устойчивости), принимается решение относительно толщины стенок – принимать постоянную или переменную толщину, определяется площадь (и момент инерции) шпангоутов. После проведения расчётов неподкреплённой оболочки делается вывод насчёт целесообразности её использования, по необходимости проводится расчёт вафельной оболочки. Далее рассчитываются параметры «сухого» отсека.

Анализируя полученные результаты, выберем лучший результат, исходя из условия прочности и устойчивости конструкции, при условии, что материал стенки бака – АМг6Н, материал днищ и шпангоутов – АМг6Н, материал стрингеров и шпангоутов «сухого» отсека – Д16Т, материал обшивки «сухого» отсека – Д19Т.

Annotation

In this work the designing calculation of the modules of the flying apparatus is carried out, i.e. the necessary minimum thicknesses of the unstiffened sides of the cylindrical carrying tank, cone-shaped and spherical bottoms are defined proceeding from the conditions of strength (and steadiness), the decision concerning the thickness of the sides is taken – to use the constant or variable thickness, the area (and the inertia moments) of the frames are defined. After carrying out the calculations of the unstiffened shell the conclusion about its advisability is done, if need the computation of the waffle shell is carried.

Let’s choose the best result, analyzing the received results, proceeding from the condition of strength and steadiness of the design, coming from the material for tank’s side is “АМг6Н”, bottoms’ and frames’ material is “ АМг6М”, the material of the stringers and frames of the dry bay is“Д16Т”,the material of the skin of the dry bay is “Д19Т”.

1. Завдання

Виконати проектувальний розрахунок паливного бака окисника першого ступеня: визначити геометричні параметри гладкої та вафельної стінок бака; дати оцінку обраного варіанта стінки за масовими критерієм.

Визначити геометричні параметри (площу та момент інерції) верхнього та нижнього днищ.

Визначити площу (та момент інерції) верхнього та нижнього шпангоута

Вихідні дані

Вихідними даними для проектувального розрахунку елементів паливного бака є:

• компонувальна схема та геометричні розміри елементів бака (рис. 1);

• експлуатаційні навантаження та температурний стан конструкції (таблиця 1);

• механічні характеристики матеріалів (таблиця 2);

Матеріал стінки: АМг6Н; матеріал днищ: АМг6М; матеріал шпангоутів АМг6М.

Рисунок 1 - Компоновочна схема

Таблиця 1-Експлуатаційні навантаження

Розр. вип..	Розріз	, МПа	, МПа	, Н·	, Н·м·
І	1	0.34	0.002	70.1
	2		0.132	72.4
ІІ	1	0.128		121	42
	2		0.1	132	55
ІІІ	1	0.102		480
	2			506
В.дн.		0.34
Н.дн.			0.145

Таблиця 2 - Механічні характеристики матеріалів

Матеріал	σв 20°С , МПа	σв 50°С , МПа	σв150°С , МПа	σ0.2 20°С , МПа	σ0.2 50°С , МПа	σ0.2 150°С , МПа	E20°С, МПа	E50°С, МПа	E150°С, МПа	µ
АМг6Н	380	365	285	280	230	165	6.8*104	6.5*104	5.75*104	0.3
АМг6М	320	310	250	160	155	138	6.8*104	6.6*104	5.95*104

Дані механічні характеристики взяті з [4]

1. Розрахункові випадки. Коефіцієнти безпеки.

Розрахунок елементів бака виконується в наступних розрахункових випадках (РВ) на активній ділянці траєкторії:

1. максимум внутрішнього надлишкового тиску в ємкостях;

2. максимум поперечних навантажень на корпус ЛА (РВ ІІ);

3. максимум поздовжнього навантаження на корпус ЛА (РВ ІІІ).

Враховується нагрів елементів конструкції, обумовлений гарячим надуванням.

Розрахунок виконується за розрахунковими навантаженнями:

• осьова стискальна сила: Т^р = Т^е ·f_Т;

• згинальний момент: М^Р = М^е· f_М;

• надлишковий тиск: =

• гідростатичний тиск: =

Згідно з нормами міцності [2] приймаються значеннякоефіцієнтів безпеки:

f_T =f_M= 1.3

f_p= 1.5 – прирозрахунках на міцність та стійкість

f_T = 1 – приврахуванні розвантаження

Нагрів оболонки враховується шляхом зниження механічних характеристик матеріалу.

Так як паливні баки виготовляються з матеріалів з порівняно високою пластичністю, впливом крайових ефектів на міцність баків при виконанні проектувального розрахунку можна нехтувати і визначати напружено-деформований стан елемента з достатнім ступенем точності за формулами безмоментної теорії оболонок [2]