Конструкция и проектирование ЖРД Гахун Г.Г. (1014171), страница 38

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 38)

Феодосьевым предложена методика, в основе которой лежит метод проб и ошибок. В соответствии с методом проб и ошибок для определения каждой точки расчетной диаграммы необходимо задаваться некоторым значением полных относительных деформаций е „и подбирать для них такие значь ния деформаций е„„, при которых соответствующие напряжения о„и о У удовлетворяют уравнениям равновесия (9.1) н (9.2). Расчет проводится в следующей последовательности: 1) задается значение е и (как координаты вдоль осн абсцисс расчет. ной кривой); 2) для заданного значения е„п задается значение е„„(на первом шаге приближений е„„= 0,5 ...0,7 е„„); 3) вычисляются значения е', е„, е, е, используя систему уравнений (93); 4) вычисляются интенсивности деформированного состояния оболочек ел еу и определяются интенсивности напряженного состояния о;, о,'., для чего используются диаграммы растяжения материалов оболочек йрй соответствующих температурах Г и Г 5) вычисляются напряжения о„', о„", о', о" с использованием физи.

х' у' у ческих уравнений (9.4); 6) проверяется выполнимость уравнений равновесия (9.1) и (9.2) для полученных значений напряжений. С этой целью значения напряжений подставляются в уравнение, полученное из (9.1) и (92): о„'Ь'+о„"Ь"=/с(о' й'+о" й"). (9.5) Если обе части уравнения (95) тождественно равны (с некоторой наперед заданной точностью), то определяется значение рг нз уравнения равновесия (9.1), которое преобразуется к виду рг= я (9.6) 176 Таким образом, определяется первая точка расчетной кривой р =,Г(е „„) и опять следует перейти к п.

1. Если условие (9.5) не выполняется, то необходимо вернуться к и. 2, оставив предыдущее значение суп и тд, до тех пор, пока тождество не будет удовлетворяться. В конечном итоге вычисляется серия значений р,, соответствующих заранее заданным значениям е„„, что позволяет построить соответствующий график. На рис. 9.7 изображен типичный расчетный график зависимости р„= = 7'(е ). Отметим на нем точки А, В, С, Р, расположенные в зонах, где уп кривая имеет наибольшую кривизну.

Точками А, В, С, 27 кривая делится на четыре участка, Для участков 1 и Ш характерно малое изменение дефор. мании оболочек е „, при возрастании давления р,,; для участков П и Тт', рглреп и= рг.раб (9.7) где Ргл,п — пРедельное давление газ~; Рг и — Рабочее максимальное глреп давление газов. Предельную точку удобнее всего выбирать по значению угла наклона касательной к кривой рг = /'(е п). Если этот угол мал, то деформации нарастаот быстро, что следует рассматривать как недопустимое явление.

Принято в качестве предельной определять такую точку, в которой тангенс Угла наклона касательной тйаз Равен 1/2 его наибольшего значениЯ (1йаь) на участке 1П (см. рис. 97,точка Р). 177 напротив, характерно большое изменение деформации при возрастании давления рг Рассмотрим причины такого поведения оболочек. Дпя участ„ь 1 характерно малое значение давления р „поэтому оболочки нагружены в основном усилиями от разности температурных расширений. Внутренняя оболочка, как более нагретая, при этом сжата, а наружная растянута, по напряжения в ней не превышают предела текучести о' . Поэтому конов' струкция имеет высокую сопротивляемость приложенным нагрузкам, следствием чего являетсл большой угол наклона кривой к оси абсцисс на данном участке.

На участке П давление рг выше, чем на участке 1. Под суммарным действием давления рг и температурного усилия напряжения в нагруженпой оболочке становятся выше предела текучести. В то же время во внутренней оболочке температурные напряжения сжатия по-прежнему превышают силовые растягивающие напряжения. Поэтому внутренняя оболочка не подкрепляет наружную, а создает дополнительные усилия на нее. В этой связи для участка П характерна пониженная сопротивляемость конструкции приложенным нагрузкам, отсюда и малый угол наклона кривой к осн абсцисс.

Для участка РП характерно то, что в связи с ростом давления рг силовые растягивающие напряжения во внутренней оболочке становятся выше температурного напряжения. Поэтому внутренняя оболочка начинает работать как элемент, воспринимающий часть усилия от давления р,.; сопротивляемость конструкции приложенным нагрузкам опять возрастает. На данном участке напряжение во внутренней оболочке не превышает предела текучести о ', что является еще одним фактором, обеспечивающим высокую сопротивляемость конструкции приложенным нагрузкам. На участке 1У в связи с дальнейшим ростом давления напряжения во внутренней оболочке становятся выше предела текучести.

Напряжение в наружной оболочке превышают предел текучести о" уже начиная с участка П. Поэтому сопротивляемость конструкпии начинает резко падать, т.е. достигается предельная несущая способность. В конечном итоге расчет сводится к определению коэффициента запаса по общей несущей способности, который представляет собой отношение Допустимое значение коэффициента запаса по общей несущей спосаВ ности л = 1,2...1,5. В случае невыполнения условия прочности необходнью изменить толщину наружной оболочки или использовать другой матершл для ее изготовления. Ручной расчет по описанной методике довольно грудь емок, однако использование ЭВМ позволяет резко сократить трудоемкость вычислений и повысить их точность. 9.4.

МЕСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ КОРПУСА КАМЕРЫ ОСОБЕННОСП1 РАСЧЕТНЫХ СХЕМ Рассмотрим нагрузки, приложенные к внутренней и наружной оболоч. кам камеры на участке между двумя соседними связями. На режиме гидроопрессовки (рис. 9В, а, б) оболочки подвержены действию дав. пения гидропрессовки рж, в то время как давление газов рг внутри камеры отсутствует, а оболочки и связи остаотся холодными.

Таким оБ разом, для данного режима характерны высокий перепад давлений на обо. почках и существенное нагружение связей расгягнвающими усилиями. На рабочем режиме на оболочки действуют (рис. 93, в) давление охлахдаа мой лщдкости р в межрубашечном пространстве н давление со стороны газов рг при одновременном температурном воздействии, в результате которого средняя температура внутренней оболочки г может достигать 500...600 С, а средняя температура наружной оболочки !" составит 150 ...200 'С. На поведение оболочек под нагрузкой на участке между двумя соседними связями существенное влияние оказывает расстояние между ними, что необходимо учитывать при составлении расчетной схемы.

С этой точки зрения различают п од к р е пленные и связанные об олочк н, причем последние разделяются на оболочки с р е д к и м и и ч а с т ы м и с в я з я м и, В подкрепленных оболочках расстояние между подкрепляющими кольцами настолько велико, что оболочки в промежутках между ними находятся в основном в безмоментиом состоянии. В цилиндричес. кой оболочке (рис. 99) зона краевого эффекта распространяется на рао стояние не более 2~/ЯЬ. Таким образом, подкрепленными следует считать оболочки, для которых выполняется условие ! ) 4ч/Яй, где ! — расстояние между соседними подкреплениями.

С уменьшением расстояния между подкреплениями большие изгибные деформации оболочки полностью охватывают весь пролет. Как показывают расчеты, такое поведение связанных оболочек является преобладающим при условии, что расстояние между двумя соседними связями лежит в пределах 46 С ! С 4ч/ЯЛ . Соответствуюшле связи в оболочках принято считать редкими. Примерами конструктивного исполнения редких связей являются проволоки круглого или прямоугольного сечения (лапшнны), припаянные к оболочкам, н точечная сварка через выштамповки в наружной оболочке. 178 рнс. 9.8. Расчетные схемы снпзанных оболочек: б а б — на рскнме гндропрессонкн; е — на рабочем рскнме б У рнс.

9.9. Испределенне напрлжнанй н подкрепленной ннлнадрнчаской оболочка Прн дальнейшем уменьшении расстояния между связями (1 ( 4л) нзгибная жесткость подкрепленного участка оболочки становится очень большой и преобладающими местными напряжениями в оболочках следует считать напряжения среза. Применяемые в камерах современных двигателей фрезерованные ребра и гофровые проставки обеспечивают частые связи между оболочками, что требует использования в практике проектирования соответствующих методов расчета, МЕСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ КОРПУСА ПРИ ЧАСТЫХ СВЯЗЯХ В оболочках с частымн связями ширина оболочки значительно меньше ее длины, поэтому расчетная схема принимается в виде балки единичной длины, жестко защемленной по краям и нагруженной равномерно распределенным давлением (см.

рис. 9.8) . Существенной особенностью оболочек с частыми связями является пренебрежимо малая величина изгибной деформации участка оболочки между соседними связями под действием перепада давлений. Нарушение местной прочности корпуса в этом случае может происходить в результате отрыва связей в местах нх сная с оболочками, разрыва связей или среза оболочки в местах ее соединения со связями.

Поэтому при расчете местной прочности следует дать оценку прочности по каждому из перечисленных факторов разрушения. !79 Прочность спея. На рабочем режиме под действием перепада давнему~ Рж и Рг свЯзи РастЯгиваютсЯ, н в местах спаа возникают напРЯженаа отрыва остр Напряжение о р может быть определено из равенства внии него и внутреннего погонных усилий в месте сная: оетр с = Рж г — Рг Г где с — ширина сная; г — шаг между связями.

Характеристики

Список файлов книги