- •Содержание
- •Определение характеристик топлива.
- •Выбор проектных параметров.
- •Проектировочный баллистический расчет.
- •Проверочный баллистический расчет.
- •Весовой расчет
- •Выбор оптимальных проектных параметров.
- •Весовой расчет ракеты при выбранных оптимальных проектных параметрах.
- •Определение основных геометрических характеристик
- •Определение тяговых характеристик
- •Объемный расчет ракеты Объемный расчет гч
- •Бак окислителя.
- •2 Ступень. Массовые расходы окислителя и горючего равны
- •Бак окислителя
- •Прикидочный расчет габаритов ду Расчет ду 1 ступени.
- •Расчет ду 2 ступени.
- •Объемный расчет приборного, хвостового и переходного отсеков
- •Определение центра тяжести ракеты на аут
- •Расчет нагрузок действующих на ракету в полете.
- •Расчет топливных баков ракеты Расчет обечаек топливных баков Бак окислителя 2-й ступени.
- •Бак горючего 2-й ступени.
- •Бак окислителя 1-й ступени.
- •Бак горючего 1-й ступени.
- •Расчет распорных шпангоутов. Распорные шпангоуты верхних днищ.
- •Распорный шпангоут нижнего днища бака горючего первой ступени.
- •Распорный шпангоут нижнего днища бака горючего второй ступени.
- •Распорный шпангоут нижнего днища бака окислителя первой ступени.
- •Распорный шпангоут нижнего днища бака окислителя второй ступени.
- •Расчет днищ топливных баков.
- •Нижнее днище бака окислителя 2-й ступени.
- •Нижнее днище бака горючего 2-й ступени.
- •Нижнее днище бака окислителя 1-й ступени.
- •Нижнее днище бака горючего 1-й ступени.
- •Верхние днища баков ракеты.
- •Расчет окантовок около круговых отверстий топливных баков.
- •Расчет окантовок бака горючего первой ступени
- •Расчет окантовок бака окислителя первой ступени
- •Расчет окантовок бака горючего второй ступени
- •Расчет окантовок бака окислителя второй ступени
- •Расчет тоннельных труб. Тоннельная труба 1-й ступени
- •Тоннельная труба 2-й ступени
- •Расчет фланцевого соединения крепления крышки люка-лаза
- •Расчет сухих отсеков ракеты
- •Расчет приборного отсека 2 ступени.
- •Расчет межбакового отсека 2 ступени.
- •Расчет хвостового отсека 2 ступени
- •Расчет приборного отсека 1 ступени.
- •Расчет хвостового отсека 1 ступени.
- •Расчет фермы переходного отсека
- •Расчет стыковочного шпангоута гч.
- •Расчет заклепок
- •Список использованных источников
Расчет хвостового отсека 2 ступени
Исходные данные:
Продольная сила Т = 370102 Н
Изгибающий момент М = 34004 Н×м
Радиус ракеты R = 0.9 м
Материал стрингера и обшивки - алюминиевый сплав АМг-6: sт = 280 МПа, sп = 70 МПа, Е = 7,1×1010 Па
Расстояние между шпангоутами а = 1,48 м
Длина отсека l = 1,48 м
Число стрингеровnc = 30
Толщина обшивки отсекаd = 1мм
Расчет производим на общую и местную устойчивость.
Определяем эквивалентную силу
Определяем радиус инерции поперечного сечения стрингера
где I - момент инерции стрингера относительно обшивки
I = Ic + Fc×V2
где V - расстояние от центра тяжести стрингера до обшивки.
В качестве стрингера выбираем тавр №100 с параметрами сечения:
Н = 20 мм, b = 50 мм, F = 310 мм2, d1 = 4 мм, d2 = 5 мм.
I = 6484,54 мм4
V = 4,435 мм
I = 6484,54 + 310×4,4352 = 1,258×10-8 м4
i = 0.00637 м.
Определяем гибкость стрингера
l = a/i = 1,48 / 0,00637 = 232,29
Определяем критическое напряжение изолированного стрингера в предположении его безграничной упругости и условии С =1.
sскр* = p2×Ес / l2 = p2×7,1×1010/ 232,29 = 12,985 МПа
5.Определяем критическое напряжение общей устойчивости стрингера при условии С > 1.
Если sскр* > sп, то
Если sп / 9 < sскр* < sп, то
Определяем деформацию стрингера
В упругой области деформации стрингера
eс = sскр / Е = 3,873×107 / 7,1×1010 = 5,455×10-4
eп = sп / Е = 70×107 / 7,1×1010 = 9,859×10-4
Формула Гука справедлива при условии eс < eп = sп / Е
Находим критическое напряжение обшивки. Обшивка рассматривается как панель, свободно опирающаяся на стрингеры.
Определяем коэффициент устойчивости обшивки без стрингеров
KR = 0.605×Kc = 0,605×0,238 = 0,144
где
Определяем коэффициент устойчивости обшивки К, позволяющий учитывать влияние заделки боковых кромок панели.
где - ширина панели в окружном направлении.
2×Кв / КR = 2×3,6 / 0,144 = 49,99
Так как
Кв = 3,6 - коэффициент, учитывающий влияние начальных несовершенств формы оболочки.
Определяем критическое напряжение обшивки. В начале определяются напряжения без учета пластичности.
s0кр* = К×Е×(d / b0)2 =4,254×7,1×1010×(0,001 / 0,138)2 = 15,746 МПа
Если выполняется неравенство s0кр* < sп, то s0 кр = s0кр*
В случае если обшивка имеет участки разной толщины, то расчет проводится для каждого участка.
Расчет 2-го участка :
Находим критическое напряжение обшивки. Обшивка рассматривается как панель, свободно опирающаяся на стрингеры.
где - ширина панели в окружном направлении.
2×Кв / КR = 2×3,6 / 0,144 = 49,99
Если
Кв = 3,6 - коэффициент, учитывающий влияние начальных несовершенств формы оболочки.
Определяем критическое напряжение обшивки. В начале определяются напряжения без учета пластичности.
s0кр* = К×Е×(d / b0)2 = 3,600×7,1×1010×(0,006 / 0,05)2 = 368,09 МПа
Если s0кр* > sп, то s0кр определяется с учетом пластичности:
Определяется среднее разрушающее напряжение отдельного участка обшивки
sср = (sm × s0кр)0,5
где sm - максимальное напряжение в обшивке, так как считается, что после выпучивания распределение напряжений по ширине обшивки неравномерно
Определяем максимальное напряжение в обшивке
Если eс < eп, то sm = ec × E = 5,455×10-4 × 7,1×1010 = 38,731 МПа
8.2 Если s0кр < sm , то sср = (sm × s0кр)0,5 = (38,731×15,746)0,5 = 24,696 МПа
2-й участок: s0кр > sm , то sср = sm
Определяем несущую способность сжатой стрингерной оболочки в случае общей потери устойчивости стрингеров
T0 = n×[sскр × Fc + (s0cp × b0 × d)1 + (s0cp × b0 × d)2] = 30×[ 38,731×106×310×10-4 +
+ (24,696×106×0.138×0.001) + (38,731×106×0.05×0.006)] = 8,11399×105 H
Определяем запас общей несущей способности отсека
где f = 1,3 - коэффициент безопасности.