Файл: Курсовая работа по дисциплине Прочность конструкций летательных аппаратов.doc

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева»
Кафедра прочности летательных аппаратов

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Прочность конструкций летательных аппаратов»
Вариант №2-3

Выполнил студент группы 1406

Зайцев В.О.

Проверил преподаватель

Мехеда В.А.

САМАРА 2014
Реферат

Курсовой проект

Пояснительная записка: стр., рис., табл., 6 источников.

ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ, ЭПЮРА ПОГОННОЙ МАССЫ, ПРОДОЛЬНАЯ ПЕРЕГРУЗКА, ЭПЮРА ОСЕВЫХ СИЛ, НОРМАЛЬНАЯ ПЕРЕГРУЗКА, ПЕРЕРЕЗЫВАЮЩАЯ СИЛА, ИЗГИБАЮЩИЙ МОМЕНТ, НЕГЕРМЕТИЧНЫЙ ОТСЕК, ОБШИВКА, ЛОНЖЕРОН, СТРИНГЕР, РАСЧЁТНЫЙ СЛУЧАЙ, МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ, ШПАНГОУТ, ПОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ШПАНГОУТА, БАК, ОБЕЧАЙКА, ДНИЩЕ, УСТОЙЧИВОСТЬ БАКА

Данная работа состоит из 4-х частей.

Первая часть посвящена определению нагрузок действующих на корпус летательного аппарата и расчёту внутренних силовых факторов в его поперечных сечениях.

Во второй части работы рассматривается методика расчёта на прочность и устойчивость топливных баков летательных аппаратов. Выполнен подбор основных геометрических характеристик бака. При помощи ЭВМ выполнен расчет величины нормальных и касательных напряжений методом последовательных приближений.

Третья часть работы посвящена расчёту на прочность кругового шпангоута. С помощью ЭВМ определены законы изменения погонной касательной силы, изгибающего момента, перерезывающей силы и продольной силы. Выполнен подбор сечения и поверочный расчёт шпангоута.

В четвёртой части работы рассматривается методика расчёта на прочность негерметичных отсеков летательных аппаратов. Выполнен подбор толщины обшивки

, площади сечения лонжеронов, выбор типа и определение количества стрингеров. Для наиболее опасного расчётного случая выполнен расчёт величины нормальных и касательных напряжений методом последовательных приближений. Определён запас прочности наиболее нагруженных силовых элементов

В данной работе широко используется ЭВМ, что значительно сократило временные затраты на вычисления и позволило значительно упростить решение поставленной задачи.

Введение

Данная работа посвящена разным этапам расчёта как летательного аппарата в целом так и отдельных его частей. Для всего летательного аппарата выполнен расчёт нагрузок и внутренних силовых факторов в его поперечном сечении. Рассмотрена методика расчёта на прочность негерметичных отсеков летательных аппаратов. Изложена методика расчета силовых шпангоутов. Рассмотрен расчёт на прочность и устойчивость топливных баков летательных аппаратов.

Для уменьшения времени вычислений, и улучшения качества результатов в курсовой работе используется мощный программный пакет для математических расчетов Microsoft Excel. Он относится к классу систем высокого уровня, является мощным современным средством приближенного решения разнообразных задач и позволяет строить графики, помогающие наглядно представить результаты.

1Вычисление внутренних усилий в сечениях корпуса ЛА

1.1Расчётная схема

Рассмотрим летательный аппарат, схема которого представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1

Основные данные необходимые для расчёта представим в виде таблиц.

Таблица 1.1

Время полёта, с		72	Скорость полёта, м/с	540		Высота полёта, км	16
Скорость ветра, м/с		37	Угол поворота двигателя, град	3,5		Тяга двигатель, кН	1760
Масса л. а. на расчётный момент времени, кг			80965	Масса л. а. без топлива, кг			12400
Давление наддува, МПа
№ ступени	Бак горючего				Бак окислителя
I ступень	0,20				0,16
II ступень	0,15				0,18

Таблица1.2 - Характеристики топлива в баках

№ блока	Тип бака	Плотность, кг/м³	Топливо в днище			Топливо в цил. части
№ блока	Тип бака	Плотность, кг/м³	, кг	,м	,кгм²	, кг
1 блок	Бак горючего	840	5938	0,562	793	9098
1 блок	Бак окислителя	1140	8058	0,562	1076	22906
2 блок	Бак горючего	70	-	-	-	2672
2 блок	Бак окислителя	1140	12893	0,000	3713	-

Таблица 1.3 - Данные о сосредоточенных массах

№ массы	Наименование	Масса, кг	Крепится к шпангоуту
1	Полезный груз	3490	1
2	Оборудование	313	1
3	Днище	80	2
4	Эллиптический бак	160	3
5	Двигательная установка	670	4
6	Днище	200	5
7	Днище	200	6
8	Днище	200	7
9	Днище	200	8
	Двигательная установка	2150	8

Таблица 1.4 - Начальные геометрические характеристики

	Радиус цилиндрического \ конического участка, м	Длина цилиндрического \ конического участка, м
1 участок (конический)	1,5	- \ 4,5
2 участок (цилиндрический)	1,5	27,5\-
3 участок (конический)	1,5 \ 2	- \ 4

1.2Определение продольной перегрузки

и построение эпюры осевых сил

по длине летательного аппарата

1.2.1Расчет продольных аэродинамических нагрузок и осевых сил , обусловленных ими

Данный летательный аппарат состоит из 2-х конических и 1-го цилиндрического участков.

Для начала определим условия полёта летательного аппарата, найдем угол атаки, скоростной напор и число Маха, но формулам