Если расчетные напряжения удовлетворяют неравенствам , топри таком сочетании величин и знаков напряжений возможно разрушение обечайки на разрыв по площадкам, наклонным к образующей.

(2.3)

Расчетные меридиональные и кольцевые напряжения в расчетном сечении обечайки определяются по формулам:

(2.4)

= , (2.5)

Здесь и - коэффициенты безопасности по осевой силе и по давлению, соответственно;

и - эксплуатационные значения осевой силы и изгибающего момента; избыточное давление

и - избыточное давление и давление наддува топливного бака.

(2.6)

где - гидростатическая составляющая избыточного

давления;

- осевая перегрузка;

- высота столба компонента топлива в баке.

Действующие расчетные меридиональные и кольцевые напряжения определяются в двух точках рассматриваемого сечения: с наветренной стороны (знак «+» перед выражением для изгибающего момента в формуле для и с подветренной стороны (знак «-»).

Запас устойчивости по напряжениям

, (2.7) где - расчетная величина продольных (меридиональных) напряжений сжатия

(2.8)

- критические продольные (меридиональные) напряжения сжатия.

Критические напряжения подсчитывают с учетом влияния нагрева на модуль упругости. При нагреве конструкции до 300°С модуль упругости алюминиево-магниевых сплавов снижается на 30-40%.

. (2.9)

Параметр критических напряжений k, представляется произведением коэффициентов k=kнп kр kм, учитывающих влияние начальных неправильностей формы, внутреннего давления и неравномерности распределения нормальных напряжений от изгибающего момента, соответственно.

; (2.10)

; (2.11)

. (2.12)

Здесь N, M, p – расчетные значения нагрузок, определяемые как произведения соответствующих эксплуатационных нагрузок на коэффициенты безопасности:

N = · N э ; M =· M э ; p = · pэ.

Если полученное в результате расчета критическое напряжение окажется больше предела пропорциональности материала , т.е. > , то необходимо пересчитать его значение с учетом пластичности по формуле

, (2.13)

где

. (2.14)

2.2 Порядок расчета несущей способности модельных оболочек топливных отсеков жидкостных ракет

2.2.1 Определить расчетные напряжения и .

Расчет провести в двух точках рассматриваемого сечения:

1) с наветренной стороны (знак «+» перед выражением для изгибающего момента в формуле для ) ;

2) с подветренной стороны (знак «-»перед выражением для изгибающего момента в формуле для )

для двух расчетных случаев нагружения:

а) максимального избыточного давления (с коэффициентами безопасности = 1,3 и = 1,5

б) минимального избыточного давления (с коэффициентами безопасности = 1,3 и = 1,0

по формулам:

(2.15)

= , (2.16)

2.2.2 Определить эквивалентные расчетные напряжения .

Эквивалентныенапряжения определяютдля каждого расчетного случая а) и б) с наветренной и подветренной стороны.

Если расчетные напряжения удовлетворяют неравенствам (где - осевые, а - кольцевые напряжения) то в этом случае возможно разрушение обечайки топливного бака на разрыв от максимальных кольцевых напряжений. Согласно третьей теории прочности эквивалентное расчетное напряжение

, (2.17)

Если расчетные напряжения удовлетворяют неравенствам , топри таком сочетании величин и знаков напряжений возможно разрушение обечайки на разрыв по площадкам, наклонным к образующей.