5.3.5. Расчет на прочность сферических и цилиндрических оболочек
Определение напряжений в сферической оболочке
Расчетная схема приведена на рис. 5.5. Процесс вывода расчетной зависимости ясен из рисунка и приведенных формул.
Рис. 5.5. Схема для определения напряжений с сферической оболочке
Подбор толщины сферической оболочки
Пример расчета
Определение напряжений в цилиндрической оболочке
Особенностью напряженного состояния цилиндрической оболочки является то, что продолные и окружные напряжения не равны. Попытаемся получить расчетные зависимости для продольных и окружных напряжений с методом мысленного разрезания оболочек на две части и уравновешивания этих частей с помощью соответствующих сил.
а) расчет продольных напряжений
Расчетная схема приведена на рис. 5.6. Процесс вывода расчетной зависимости ясен из рисунка и приведенных формул.
Рис. 5.6. Схема для определения продольных напряжений в цилиндрической оболочке
Видно, что продолные напряжение определяются по той же зависимости, что и напряжения в шаре.
а) расчет окружных напряжений
Расчетная схема приведена на рис. 5.7. Процесс вывода расчетной зависимости ясен из рисунка и приведенных формул.
Рис. 5.7. Схема для определения окружных напряжений в цилиндрической оболочке
Видно, что окружные напряжения в два раза больше, чем продолные напряжения.
5.3.6. Вопроси для самоконтроля
1. Какие внутренние усилия уравновешивают внешние нагрузки?
2. Приведите схему определения внутренних усилий в корпусе ЛА -по внешним нагрузкам.
3. Объясните принцип вывода формулы для определения внутренних усилий (формула 5.1) для нагружения по схеме «раетяжение-сжатие».
4. Назовите основные виды выхода констружгии из строя.
5. Что такое напряжение при равномерном растяжении ?
6. Что такое предельное напряжение? Назовите некоторые из них.
7. Запишите условие прочности конструкции.
8. Что такое эксплуатационная нагрузка?
9. Что такое расчетная нагрузке?
10. Приведите определение коэффигиента безопасности.
11. Что называется коэффигиеятом запаса прочности?
12. Расскажите о порядке расчета на прочность сухого отсека ЛА при действия осевых сил.
13. Каков порядок подбора геометрических размеров сечений конструкции при действии сил по схеме "растяжение-сжатие"?
5.3.7. Задания
Подобрать геометрические параметры сечения сухого отсека летательного аппарата и провести расчет на прочность с определением коэффициента запаса прочности при следующих исходных данных:
- варианты заданий сведены в таблицу 5.1 (длина l в таблице студентами не используется, Она приведена лишь для иллюстрации зависимости отсеченной массы ракеты от ее длины);
- расчетная схема представлена на рис. 5.
Остальные данные, необходимые для расчета, принять для всех вариантов расчета следующими:
- диаметр корпуса D = 3 м,
- стрингеры расположены равномерно по окружности через 10°,
- материал обшивки и стрингеров - алюминиевый сплав Д16АТ с допустимыми напряжениями сжатия (из условия потери устойчивости)
;
- значение
аэродинамической силы сопротивления
.
Табл. 5.1
Исходные данные для расчета по вариантам заданий
|
№ задания |
Пере-грузка
|
l, м |
Масса отсеченной
части
|
№ задания |
Перегрузка
|
l, м |
Масса отсеченной
части
|
|
1 |
2,0 |
5 |
10000 |
14 |
4,0 |
10 |
17500 |
|
2 |
2,5 |
5 |
10000 |
15 |
4,5 |
10 |
17500 |
|
3 |
3,0 |
5 |
10000 |
16 |
5,0 |
10 |
17500 |
|
4 |
3,5 |
5 |
10000 |
17 |
5,5 |
10 |
17500 |
|
5 |
4,0 |
5 |
10000 |
18 |
6,0 |
10 |
17500 |
|
6 |
4,5 |
5 |
10000 |
19 |
2,0 |
15 |
25000 |
|
7 |
5,0 |
5 |
10000 |
20 |
2,5 |
15 |
25000 |
|
8 |
5,5 |
5 |
10000 |
21 |
3,0 |
15 |
25000 |
|
9 |
6,0 |
5 |
10000 |
22 |
3,5 |
15 |
25000 |
|
10 |
2,0 |
10 |
17500 |
23 |
4,0 |
15 |
25000 |
|
11 |
2,5 |
10 |
17500 |
24 |
4,5 |
15 |
25000 |
|
12 |
3,0 |
10 |
17500 |
25 |
5,0 |
15 |
25000 |
|
13 |
3,5 |
10 |
17500 |
26 |
5,5 |
15 |
25000 |
|
|
|
|
|
27 |
6,0 |
15 |
25000 |
,
кг
,
кг
Рис. 5. Расчетная схема ЛА к заданиям
ПРИЛОЖЕНИЕ А