Материал: 7-7

* 5. * 1.121E+00 *-5.584E+00 *-4.438E+00 * 3.634E+01 * * 185. *-8.076E+00 * 2.710E-03 * 1.409E+01 * 2.143E+01 *

* 10. * 4.790E-01 *-1.033E+01 *-5.130E+00 * 3.960E+01 * * 190. *-6.178E+00 *-4.187E+00 * 1.391E+01 * 2.229E+01 *

* 15. *-2.856E-01 *-1.530E+01 *-6.248E+00 * 4.081E+01 * * 195. *-4.330E+00 *-8.415E+00 * 1.336E+01 * 2.251E+01 *

* 20. *-1.231E+00 *-2.017E+01 *-7.797E+00 * 3.999E+01 * * 200. *-2.580E+00 *-1.258E+01 * 1.244E+01 * 2.233E+01 *

* 25. *-2.413E+00 *-2.466E+01 *-9.757E+00 * 3.729E+01 * * 205. *-9.796E-01 *-1.661E+01 * 1.117E+01 * 2.197E+01 *

* 30. *-3.887E+00 *-2.848E+01 *-1.208E+01 * 3.300E+01 * * 210. * 4.255E-01 *-2.046E+01 * 9.550E+00 * 2.157E+01 *

* 35. *-5.695E+00 *-3.141E+01 *-1.470E+01 * 2.752E+01 * * 215. * 1.589E+00 *-2.410E+01 * 7.604E+00 * 2.117E+01 *

* 40. *-7.873E+00 *-3.332E+01 * 2.407E+01 * 2.131E+01 * * 220. * 2.469E+00 *-2.750E+01 * 5.350E+00 * 2.072E+01 *

* 45. *-4.824E+00 *-3.773E+01 * 2.096E+01 * 1.489E+01 * * 225. * 3.024E+00 *-3.062E+01 * 2.812E+00 * 2.010E+01 *

* 50. *-2.219E+00 *-4.100E+01 * 1.751E+01 * 8.719E+00 * * 230. * 3.218E+00 *-3.341E+01 * 1.532E-02 * 1.915E+01 *

* 55. *-9.652E-02 *-4.317E+01 * 1.383E+01 * 3.176E+00 * * 235. * 3.018E+00 *-3.578E+01 *-3.007E+00 * 1.766E+01 *

* 60. * 1.517E+00 *-4.431E+01 * 1.001E+01 *-1.477E+00 * * 240. * 2.396E+00 *-3.762E+01 *-6.214E+00 * 1.545E+01 *

* 65. * 2.609E+00 *-4.456E+01 * 6.126E+00 *-5.120E+00 * * 245. * 1.331E+00 *-3.883E+01 *-9.555E+00 * 1.239E+01 *

* 70. * 3.175E+00 *-4.404E+01 * 2.255E+00 *-7.764E+00 * * 250. *-1.921E-01 *-3.926E+01 *-1.297E+01 * 8.391E+00 *

* 75. * 3.222E+00 *-4.290E+01 *-1.543E+00 *-9.526E+00 * * 255. *-2.178E+00 *-3.880E+01 *-1.638E+01 * 3.490E+00 *

* 80. * 2.763E+00 *-2.232E+00 *-5.217E+00 *-1.058E+01 * * 260. *-4.620E+00 *-3.732E+01 * 1.409E+01 *-2.187E+00 *

* 85. * 2.048E+00 *-2.981E-01 *-5.328E+00 *-1.113E+01 * * 265. *-2.936E+00 *-3.769E+01 * 1.081E+01 *-8.422E+00 *

* 90. * 1.330E+00 * 1.688E+00 *-5.268E+00 *-1.135E+01 * * 270. *-1.695E+00 *-3.691E+01 * 7.546E+00 *-1.494E+01 *

* 95. * 6.309E-01 * 3.678E+00 *-5.033E+00 *-1.139E+01 * * 275. *-8.889E-01 *-3.497E+01 * 4.401E+00 *-2.145E+01 *

* 100. *-2.429E-02 * 5.640E+00 *-4.626E+00 *-1.138E+01 * * 280. *-4.945E-01 *-3.190E+01 * 1.475E+00 *-2.766E+01 *

* 105. *-6.130E-01 * 7.558E+00 *-4.050E+00 *-1.137E+01 * * 285. *-4.755E-01 *-2.778E+01 *-1.135E+00 *-3.331E+01 *

* 110. *-1.113E+00 * 9.418E+00 *-3.309E+00 *-1.137E+01 * * 290. *-7.836E-01 *-2.274E+01 *-3.346E+00 *-3.813E+01 *

* 115. *-1.501E+00 * 1.121E+01 *-2.408E+00 *-1.135E+01 * * 295. *-1.359E+00 *-1.694E+01 *-5.082E+00 *-4.188E+01 *

* 120. *-1.757E+00 * 1.290E+01 *-1.356E+00 *-1.119E+01 * * 300. *-2.134E+00 *-1.059E+01 *-6.286E+00 *-4.433E+01 *

* 125. *-1.861E+00 * 1.445E+01 *-1.613E-01 *-1.079E+01 * * 305. *-3.034E+00 *-3.937E+00 *-6.921E+00 *-4.523E+01 *

* 130. *-1.795E+00 * 1.582E+01 * 1.161E+00 *-1.000E+01 * * 310. *-3.980E+00 * 2.754E+00 *-6.972E+00 *-4.437E+01 *

* 135. *-1.542E+00 * 1.693E+01 * 2.593E+00 *-8.722E+00 * * 315. *-4.894E+00 * 9.179E+00 *-6.448E+00 *-4.160E+01 *

* 140. *-1.090E+00 * 1.770E+01 * 4.107E+00 *-6.868E+00 * * 320. * 7.299E+00 *-8.371E+00 *-5.387E+00 *-3.688E+01 *

* 145. *-4.291E-01 * 1.804E+01 * 5.670E+00 *-4.403E+00 * * 325. * 6.532E+00 *-3.310E+00 *-5.890E+00 *-3.034E+01 *

* 150. * 4.443E-01 * 1.788E+01 * 7.241E+00 *-1.341E+00 * * 330. * 5.724E+00 * 7.833E-01 *-5.993E+00 *-2.225E+01 *

* 155. * 1.528E+00 * 1.712E+01 * 8.773E+00 * 2.234E+00 * * 335. * 4.924E+00 * 3.696E+00 *-5.788E+00 *-1.304E+01 *

* 160. * 2.813E+00 * 1.573E+01 * 1.021E+01 * 6.156E+00 * * 340. * 4.167E+00 * 5.289E+00 *-5.386E+00 *-3.239E+00 *

* 165. * 4.284E+00 * 1.367E+01 * 1.150E+01 * 1.017E+01 * * 345. * 3.471E+00 * 5.509E+00 *-4.905E+00 * 6.595E+00 *

* 170. * 5.915E+00 * 1.098E+01 * 1.258E+01 * 1.397E+01 * * 350. * 2.838E+00 * 4.386E+00 *-4.464E+00 * 1.591E+01 *

* 175. * 7.675E+00 * 7.730E+00 * 1.340E+01 * 1.725E+01 * * 355. * 2.256E+00 * 2.032E+00 *-4.175E+00 * 2.423E+01 *

******************************************************** ********************************************************

3 Расчет бака

3.1 Подбор толщин обечайки, днища и площади сечения шпангоута бака и расчет напряжений в обечайки

Рассмотрим цилиндрический бак. Выполним подбор основных геометрический характеристик и проведём расчёт напряжений в обечайке. Выполним расчёт этого бака на устойчивость под действием нормальных и касательных сил. Расчетная схема бака приведена на рисунке 3.1. Данные для расчета заключены в таблице 4.

Рисунок 3.1 — Расчетная схема бака

Таблица 4 — Данные для расчета

Бак выполнен из материала АМГ- 6, имеющего следующие характеристики:

Модуль упругости МПа;

Предел прочности МПа;

Предел пропорциональности МПа;

Условный предел текучести МПа.

Для подбора толщины верхнего днища запишем выражение для определения расчётных напряжений в сферическом днище

,

где:

– коэффициент безопасности,

– значение максимального эксплуатационного давления,

– радиус сферического днища,

– толщина сферического днища,

– коэффициент, учитывающий ослабление материала сварным швом.

Толщина верхнего днища находится по формуле:

Округлим значение до стандартного:

На нижнее днище кроме давления наддува действует ещё и гидростатическое давление, поэтому эксплуатационное давление в этом днище подсчитывается по формуле:

где – плотность топлива;

– ускорение силы тяжести;

– осевая перегрузка;

– высота столба топлива.

Высоту найдем по формуле:

Получим:

Толщина нижнего днища находится по формуле:

Округлим значение до стандартного:

Окружное усилие в цилиндрической обечайке определяется по формуле:

где максимальное эксплуатационное значение внутреннего давления определяется:

Здесь - эксплуатационное значение давления наддува бака;

- плотность жидкости в баке;

- высота столба жидкости;

- эксплуатационное значение осевой продольной перегрузки.

Тогда толщина обечайки будет находится из условия:

Округлим значение до стандартного:

Находим расчетные напряжения в точке А:

Эквивалентное напряжение по четвертой теории прочности (теории прочности энергии формоизменений) равно

.

Запас прочности по нижнему днищу

Расчетное значение окружного напряжения в сечении I-I:

Меридиональные расчётные напряжения определяются по формуле:

,

где – расчетное значение осевой силы;

– расчетное значение изгибающего момента;

- площадь сечения бака;

- момент инерции сечения относительно оси х;

- расстояние до расчетного сечения.

Площадь сечения бака равна:

Момент инерции относительно оси х равен:

Расчетные напряжения будут равны:

.

Расчетные меридиональные напряжения получаем по нижеследующей формуле:

Максимальное расчётное касательное напряжение:

где – эксплуатационная перерезывающая сила.

Эквивалентное напряжение в обечайке определяется по формуле

.

Расчет выполним для четырех характерных точек сечения I-I, изображенных на рисунке 3.2, в которых различаются и .

В точке 1, где имеем

В точке 2, где имеем