Метод проектирования оптимальных конструкций элементов ВРД

• Автор: Кьи Со
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Глава 1. Создание математических моделей определения газодинамического профиля сопел

1.1. Основы построения коротких профилированных сопел

1.2. Приближенный метод расчета сопел на основе свободно расширяющегося течения

1.3. Основы построения коротких профилированных сопел по методу характеристик

Глава 2. Исследование напряженного состояния слоистых ортотропных оболочек

2.1. Коструктивно-ортотропные цилиндрические оболочки

2.2. Оболочка вращения безмоментного напряженного состояния

2.3. Двухслойные цилиндрические оболочки с продольными связями

2.4. Двухслойные цилиндрические оболочки с кольцевыми связями

Глава 3. Исследование напряженного состояния пластин с

отверстиями
3.1. Напряженное состояние перфорированных пластин при изгибе
3.2. Напряженное состояние перфорированных пластин при растяжении
Глава 4. Исследование напряженного состояния перфорированной
цилиндрической оболочки с круговыми отверстиями
4.1. Напряженное состояние круговой цилиндрической оболочки, ослабленной круговым отверстием
4.2. Напряженное состояние круговой цилиндрической оболочки, ослабленной круговыми отверстиями

Глава 5. Исследование усталостной долговечности перфорированных пластин и цилиндрических панелей
5.1. Исследование напряженного состояния перфорированных
цилиндрических панелей
5.2. Расчет усталостной долговечности перфорированных
пластин и цилиндрических панелей
Глава 6. Оптимизация элементов схем сопел ВРД
6.1. Определение оптимального контура сопла
6.2. Влияние массы на ресурс сопла
6.3. Оценка расходования ресурса с учетом повреждаемости
Выводы по работе
Заключение
Список литературы
Приложение

Задачей выбора оптимальных конструкций элементов двигателей, которые работают при сложных видах нагружения и могут происходить различные виды отказов, что существенно сократит срок службы всего двигателя в целом, необходимо создать комплексный подход к проектируемым элементам к нам можно отнести: лопатки турбины, жаровые трубы,камеры сгорания, сопла. В нашей работе мы рассмотрим методику комплексного подхода к проектированию на примере сверхзвуковых сопел. Нами будут рассмотрены сверхзвуковые части сопла.
Сопло является необходимым элементом реактивного двигателя. В нем происходит преобразование тепловой энергии продуктов сгорания в кинетическую энергию истекающей из сопла струи газов.
При проектировании сопел реактивных двигателей основной целью является максимальное приближение процесса истечения к идеальному при минимальных габаритах сопел. Тогда сопло двигателя будет иметь минимальные потери при минимальной массе и габаритах.
Задача выбора оптимального сопла — достаточно сложная, которая решается различными путями и методами. Для выбора оптимального раскрытия сверхзвуковой части сопла с учетом газодинамических потерь и с учетом массы сопла. Ограничения по массе и габаритам для силовых установок ВРД могут быть введены при проектировании сопел.
При расчетах несущей способности элементов, а затем и долговечности их, необходимо учитывать влияние концентраторов напряжений, в частности, отверстия в тонкостенных пластинках и оболочках. В эксплуатации возможно применение сложных видов нагружения, а также появление трещин и работа элементов двигателей с известными границами роста трещины.
Очевидно, что тонкостенные элементы пластинки и оболочки могут быть использованы в качестве модулей для сверхзвуковых профилей сопел. Во многих отраслях техники в качестве несущих элементов используются

(2.4.4)
(2.4.3)
Ь, = 0,5&5,(1 - |л.|к'2) + ^б(1 + 2к2БцГ’),
Ь2 = 1 + ёЛ>(1 - )к2 “ И?.2 (1 + 2к3э11^ );
г, = 7л/Р2+У2со50,5Ф, ; г2 = д/л/Р2 +у2зт0,5ф1;
(2.4.5)
Ф, =аг^у/р
Д— относительные характеристики оболочки; gj=c/ti; Я, = К3/с: э = X,-1 (1 + ^7') и к2=:ёЛ2^—постоянные;
Ф|— функции:
Ф, =5т/-,аег2“;Ф2 = 5тг!ае'г2“;Ф3 = со5?;аеГ!“;Ф4 =соб г,ае'Г1“; (2.4.6)
Коэффицинты при функциях Ф| и их производных
1| — 2Г|Г2, 12 г2 г, , ш, — Зг2 Г] , ш2 г2 ЗГ| ,
Если пренебречь сближением несущих слоев, то перемещения несущих
слоев
ш1==ш2=:^> и,=и2=0,5и (2.4.7)
Меридиональные и кольцеые напряжения в несущих слоях определяются соотвественно выражениями
где индексы ,а;,аа;,ааа означают дифференцирование по а соответствующее число раз; 1 = 1,2.
(2.4.8)
(2.5.9)
(2.4.10)