лекции / 20лекция

5. Конструирование элементов несущих конструкций РЭА.

5.1. Рациональный выбор несущих конструкций (НК).

Блоки современной РЭА бывают в форме шара, цилиндра, параллелепипеда, многогранной призмы.

Корпуса блоков обычно изготовляют из тонко-листового материала одинаковой толщины.

Для рациональной формы блока используют 3 параметра:

1. приведенная площадь

, где S – площадь наружной поверхности корпуса

V – объем корпуса.

Например: для шара , , (1/мм) - у шара самая маленькая приведенная площадь.

Из анализа формул приведенных поверхностей блоков можно сделать следующие выводы:

• чем больше приведенная площадь, тем форма блока оптимальнее по массе.

• для шара, полушара и куба – приведенная площадь является постоянной величиной и зависит от диаметра шара или полусферы d или стороны куба b.

• при увеличении длины цилиндра, призмы или параллелепипеда приведенная площадь уменьшается.

• при l=d=b наиболее оптимальными по массе являются параллелепипед, шар, куб, цилиндр и прямая призма.

Расчеты показывают, что при одинаковых объемах блоков, приведенная площадь шара минимальна.

2. коэффициент приведенных площадей

он показывает, во сколько раз приведенная площадь любого блока больше приведенной площади шара.

.

Наилучшее значение К_пр имеют цилиндры, 6-ти, 8-ми гранники.

, где 1,2 – обозначают два блока различной конфигурации.

Данное соотношение позволяет сравнивать между собой любые блоки.

Если , то первый блок более оптимален, чем второй.

Если , то второй блок более оптимален, чем первый.

3. коэффициент заполнения объема К_зо.

Он показывает сколько %-ов объема отведенного на объекте занимает непосредственно аппаратура.

например:

h₃=h₁+h₂

кубики складываются – получается объем.

Чтобы получить объем аппаратуры:

Используя эти три параметра можно выбрать рациональную форму блока. Чтобы знать объем аппаратуры, необходимо знать объемы все устанавливаемых элементов.

5.2. Рациональный выбор профилей НК.

При выборе наиболее экономичных по площади профилей обычно применяют отношение момента сопротивления W к площади сечения профиля F. . При этом, чем больше отношение, тем профиль экономичнее. Это отношение размерное и зависит от размеров элементов профиля, что не позволяет сопоставлять сечения, имеющие различные размеры и формы.

Для определения рациональных характеристик профилей используют следующие соотношения:

- рациональная характеристика для расчета детали на жесткость.

- рациональная характеристика для расчета на прочность.

где J – момент инерции сечения.

Используя рациональные характеристики можно сравнивать профили различных характеристик.

• чем величины при g_пр и g_ж меньше, тем профиль более рационален по площади, а следовательно и по массе.

• величины характеристик g_пр и g_ж позволяют сравнивать между собой профили различных конфигураций.

g_ж.кр=3,6

g_ж.кв=1,1

Для обеспечения одной и той же жесткости круглый профиль будет иметь в 3,27 раза большую площадь сечения.

• р ациональные характеристики g_пр и g_ж позволяют выявлять различные зависимости при сравнительном анализе профилей.

Чем стенка тоньше, тем жесткость больше, т.е. профиль экономичнее по площади, а следовательно и по массе.

Вторая характеристика более оптимальна по жесткости для всех соотношений: ширина и высота блока.