Проектирование двигательной установки и элементов конструкции второй ступени баллистической ракеты с ЖРД

Высота сферического днища.

Коэффициент безопасности.

Материал днищаАмг6.

Предел прочности материала днища.

Усиление отверстия под топливную магистраль

Так как нижнее днище бака окис

лителя нагружается гидростатическим давлением столба жидкости (давление наддува не учитывается, так как днище совмещенное, а давления наддува в баках горючего и окислителя равны), то наибольшие погонные усилия, _ействующие в оболочке, возникают в момент, когда достигает своего максимума произведение . Гидростатическое давление достигает своего максимума в конце активного участка траектории первой ступени и равняется .

Рис.2.6 Изменение произведения по времени полета.

Диаметр отверстия под ЗУ окислителя.

Диаметр соединения ЗУ и нижнего днища.

Наружный диаметр накладки.

Толщина нижнего днища.

Толщина накладки.

Рис.2.7 Геометрические параметры трубопровода окислителя

Общая площадь усиливающего элемента (кривизной фигур пренебрегаем):

.

Угол широты на границе отверстия:

;

где

.

Меридиональные погонные усилия на границе отверстия:

.

Нормальная растягивающая сила, действующая в кольце:

.

Напряжение, возникающее в кольце:

.

Максимальная расчетная нагрузка для материала накладки:

.

Условие прочности:

- не выполняется. Необходимо увеличить толщину накладки.

Принимаем новую толщину накладки .

Увеличенная площадь усиливающего элемента:

.

Напряжение, возникающее в кольце:

.

Условие прочности:

-выполняется.

Усиление отверстия под люк-лаз

Люк-лаз выполнен в верхнем днище бака окислителя, и расположен в стороне от оси симметрии днища. Такое отверстие подвержено комбинированному воздействию меридиональных и кольцевых усилий. При этом усиление такого отверстия будет воспринимать, наряду с растягивающими нагрузками и изгибающие моменты.

Рис.2.8 Верхнее днище и поперечное сечение фланца люка-лаза

Крышки люков-лазов должны герметично закрывать люк. Простейшая герметизация с помощью плоской прокладки не дает надежного уплотнения, поэтому герметизацию осуществляют установкой прокладки в замкнутом объеме и с применением выступов, врезающихся в прокладку.

Фланцы люков необходимы для размещения крепежных шпилек и для восприятия усилий от давления наддува. Минимальное сечение фланца определяется путем вычерчивания в натуральную величину, с учетом крепежных элементов и уплотнений, расположенных в нем. Далее определяем интересующие нас параметры сечения:

- - момент инерции относительно оси Х (ось перпендикулярна плоскости люка);

- - площадь эффективного (с учетом места под резьбу и пазов под уплотнения) сечения фланца.

Площадь образующего прямоугольника:

Площадь поперечного сечения резьбовой части:

.

Площадь выреза под уплотнение:

.

Площадь эффективного сечения фланца:

.

Рис.2.9 Расчетное сечение люка лаза

Момент инерции образующего прямоугольника:

.

Момент инерции сечения резьбовой части:

.

Момент инерции выреза под уплотнение:

Момент инерции сечения фланца относительно оси х:

.

Определим нормальные и касательные напряжения, действующие в сечениях фланца. Для этого построим эпюры изгибающих моментов, нормальных и перерезывающих сил на основании следующих зависимостей:

;

;

.

где - погонная нагрузка, вызванная действием меридиональных, кольцевых усилий. Определяется как среднее арифметическое погонных меридиональных (кольцевых) усилий, действующих на длине диаметра рассматриваемого выреза.

- диаметр средней линии фланца;

- диаметр проходного сечения.

- ширина фланца.

- угол в плоскости выреза, однозначно определяющий положение рассматриваемого сечения.

Таблица №2.2.

Распределение изгибающих моментов, нормальных и перерезывающих сил

 Скачать реферат