Основы расчёта оболочек (123557)

Посмотреть архив целиком

Омский государственный технический университет


Кафедра “Авиа- и ракетостроение”

Специальность 160801 - “Ракетостроение”






Курсовая работа

по дисциплине

Строительная механика летательных аппаратов”




Основы расчёта оболочек













Омск 2005


Содержание


  1. Расчет цилиндрической оболочки, подкрепленной шпангоутами

  2. Исследование напряжённо-деформированного состояния полусферической оболочки, заполненной жидкостью

  3. Исследование напряжённо-деформированного состояния сферической оболочки, заполненной жидкостью

  4. Расчёт сферического топливного бака с опорой по экватору

5. Расчёт бака на прочность

Список литературы



1. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ, ПОДКРЕПЛЕННОЙ ШПАНГОУТАМИ


Условие задачи. Рассмотрим цилиндрическую оболочку постоянной толщины , радиуса , подкрепленную шпангоутами, равномерно расположенными по её длине. Сечение шпангоута: . Оболочка нагружена избыточным давлением (рис.1).

Цель расчета. Определить минимальное расстояние между шпангоутами , которое позволяет исключить взаимное влияние на оболочку двух соседних шпангоутов.










Рис.1. Расчетная схема


Исходные данные

Погонная нагрузка МПа;

Радиус оболочки м;

Толщина оболочки м;

Ширина шпангоута , м;

Толщина шпангоута , м;

Материал оболочки:

марка ВТ6С (О);

коэффициент Пуассона ;

модуль Юнга


Выполнение расчёта


Расчётная схема 1. Шпангоуты абсолютно жёсткие

Определим цилиндрическую жёсткость оболочки по формуле:


;


Вычислим коэффициент затухания гармонической функции по формуле:


;


Определим силу взаимодействия между шпангоутами и оболочкой:



Определим перерезывающую силу на краю оболочки:



Определим погонный изгибающий момент в месте установки шпангоута:



Погонный изгибающий момент по длине оболочки, затухающий по периодическому закону, вычислим по следующей формуле:



где - число расчётных точек на всей области существования функции .

Принимаем .

Так как область существования гармонической функции определяется условием , то находим шаг вычислений момента из выражения:


;

Результаты расчёта заносим в таблицу 1 и вычерчиваем график функции (рис.2, рис.3).

С использованием графика определяем координату второй точки пересечения графика функции с осью абсцисс и находим минимальное расстояние между шпангоутами :



Расчётная схема 2. Расчёт подкреплённой оболочки с податливыми (упругими) шпангоутами

Найдём площадь поперечного сечения шпангоута :



Определим коэффициент податливости шпангоута :



Погонный изгибающий момент по длине оболочки с учётом податливости шпангоута:



Результаты вычислений заносим в таблицу 1 и строим график функции , совмещённый с графиком (рис.2, рис.3).




Определим в процентах снижение величины изгибающего момента при учёте податливости шпангоута:


;


Таблица 1


2. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЛУСФЕРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ, ЗАПОЛНЕННОЙ ЖИДКОСТЬЮ


Условие задачи: Тонкостенный сосуд (рис.1), выполненный в виде полусферы, частично заполнен жидкостью. Закрепление оболочки по диаметру окружности – свободное.


Цель расчета:

1. Построить эпюры погонных меридиональных и кольцевых усилий.

2. Определить толщину стенки оболочки, без учёта её собственного веса.


Исходные данные:


Радиус сферы: м;

Угол зеркала жидкости: ;

Плотность жидкости (горючее):;

Коэффициент безопасности ;

Материал оболочки:

Марка ВТ6С (О);

предел прочности .


Выполнение расчёта


1. Расчёт участка оболочки над уровнем жидкости

Рассмотрим участок оболочки (рис. 1). На расстоянии от полюса отсекаем часть оболочки нормальным коническим сечением с углом широты (рис. 2).

1.1 Определяем границы участка BC: .

1.2 Составляем уравнение равновесия внешних и внутренних сил в проекции на вертикальную ось для отсечённой части оболочки:


,


где - вес жидкости, заполняющей полусферу; - координаты расчётного сечения; - меридиональная погонная сила.


1.3 Определяем высоту столба жидкости в полусферической оболочке:



1.4 Находим объём шарового сегмента, заполненного жидкостью:



1.5 Вычисляем вес жидкости по формуле:



1.6 Определяем текущий радиус кольцевого сечения оболочки:



1.7 Находим погонное меридиональное усилие из уравнения равновесия отсечённой части оболочки:


.


1.8 Определяем погонное кольцевое усилие для участка , используя уравнение Лапласа:


,

где , – главные радиусы кривизны расчётного сечения оболочки;

интенсивность внешней нагрузки на стенку в расчётном сечении оболочки.

Для сферы R1 = R2 и для участка = -.

Результаты расчёта заносим в таблицу 1 при условии .


Таблица 1

точки

, град.

, Н/м

, Н/м

1

90

1035

-1035

2

87

1037

-1037

3

84

1046

-1046

4

81

1061

-1061

5

78

1081

-1081

6

75

1109

-1109

7

72

1144

-1144

8

69

1187

-1187

9

66

1240

-1240

10

63

1303

-1303

11

60

1380

-1380




2. Расчёт участка оболочки под уровнем жидкости

Рассмотрим участок оболочки (рис.1). Построим нормальное коническое сечение на расстоянии от полюса оболочки. Положение расчётного сечения определяется углом широты



2.1 Определим границы участка : .

2.2 Составляем уравнение равновесия внешних и внутренних сил в проекции на вертикальную ось для отсечённой части оболочки:

,


где - вес жидкости, заключённой в шаровом сегменте высотой ; - давление жидкости в расчётном сечении; - площадь поперечного сечения оболочки на уровне ; - радиус поперечного сечения оболочки на уровне .

2.3 Определяем составляющие уравнения равновесия:


Объём шарового сегмента:


,


где .

Вес жидкости: .

Давление жидкости на уровне от зеркала жидкости:

.


Площадь поперечного сечения


,


где .

Значения составляющих уравнения равновесия заносим в таблицу 2.


Таблица 2

точки

, град.

Vшс, м3

G, Н

q, Па

S, м2

r, м

1

60

0,932

7313

0

3,443

0,974

2

54

0,656

5145

775,06

3,217

0,910

3

48

0,436

3419

1493

2,955

0,836

4

42

0,270

2118

2147

2,661

0,753

5

36

0,153

1199

2728

2,337

0,661

6

30

0,077

601,96

3232

1,988

0,563

7

24

0,032

254,83

3651

1,617

0,458

8

18

0,011

82,72

3982

1,229

0,348

9

12

0,00212

16,64

4222

0,827

0,234

10

6

0,000134

1,05

4366

0,416

0,118

11

0

0

0

4415

0

0


Случайные файлы

Файл
74538-1.rtf
29727.rtf
96560.rtf
92525.rtf
53580.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.