Основы расчёта оболочек

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