Глава 2. Динамический анализ ла

Исходные данные:

рис. 3

В результате работы программы получили следующие данные:

Изгибные колебания

рис. 4

Продольные колебания

рис. 5

Крутильные колебания

рис. 6

Глава 3. Расчет основных узлов летательного аппарата

3.1 Расчёт бака окислителя блока 1-й ступени

Расчёт бака на устойчивость

Целью расчёта является определение давления наддува p₀, которое бы уравновешивало осевые напряжения в обечайке от действия сжимающей силы N и момента M. Расчетная схема представлена на рис. 7

С жимающая сила N:

.

Момент M определяется по формуле:

,

где a — наибольшее ускорение жидкости при изгибных колебаниях ЛА

Из расчёта изгибных колебаний известно, что их частота равна и амплитуда перемещений точки, соответствующей центру объёма жидкости, равна . Следовательно рис. 7

Максимальное значение напряжений сжатия по формуле (13)

По формуле (15) найдём необходимое давление наддува

.

3.2 Расчёт шпангоута подкрепления

Расчетная схема представлена на рис. 8.

Сила, действующая на днище бака по формуле (16)

Сила Т будет равна

(17)

рис. 8

Ш пангоут подкрепления представляет собой тонкую цилиндрическую оболочку. геометрические харакетеристики шпангоута показаны на рис. 9. Уравнение Лапласа для такой оболочки имеет вид

, (18)

где:

 — внутренние окружные напряжения; рис. 9

h — толщина оболочки (шпангоута); p — внешнее давление, , l — высота шпангоута.;

(19)

Если принять, что высота шпангоута , допускаемые напряжения , то толщина шпангоута должна быть не менее:

Примем ;

.

3.3 Расчёт переходной фермы

С хема стержневой фермы, соединяющей блоки 1-й и 2-й ступеней, изображена на рисунке 10.

Сжимающая сила N:

(20)

.

Изгибающий момент M определяется по формуле:

(21)

наибольшее ускорение при изгибных колебаниях ЛА:

₍₂₂₎

Из расчёта изгибных колебаний известно, что их частота равна и амплитуда перемещений точки, соответствую-

щей центру масс 2-й ступени, равна . рис. 10

Следовательно

.

Кроме N и M на ферму действует скручивающий момент M_кр, возникающий вследствие крутильных колебаний ЛА:

(23)

где:

J — момент инерции, для однородного цилиндра ;

— ускорение вращения,

(24)

Эквивалентная сила сжатия, возникающая в сечении фермы:

(25)

.

Усилие сжатия в стержнях будет равным

(26)

,

где:

n — число стержней,

– косинус угла между осью фермы и осью стержня.

Принимаем

.

Сечение стержней фермы — кольцевое (труба, см. рис. 11). Внутренний и наружный диаметр принимаем равными , . Напряжения сжатия в стержнях:

(27)

.

Напряжения от действия скручивающего момента: рис. 11

(28)

где — полярный момент сопротивления сечения

(29)

.

Допускаемые напряжения принимаем равными .

Эквивалентные напряжения (по IV-й теории прочности):

(30)