3. Расчет на прочность поршня 374бл03.А0835-5.

4.3.1 Материал поршня 374БЛ03.А0835-5 пруток Д16ТПП

ГОСТ 21488-97.

Механические характеристики:

= 450 МПа;= 325 МПа.

Расчет поршня проведен по схеме нагружения цилиндрической и конической оболочек на воздействие наружного давления, максимальная величина которого при проведении испытаний на прочность равна

= (10,03) МПа. Расчет поршня проведен с использованием программыPro/ENGINEER. Эскиз и расчетная схема поршня в соответствии с рисунком 4. Результаты расчета поршня приведены на рисунках 9,10,11. Расчетная модель поршня в качестве справочного материала для случая испытаний на прочность приведена в электронном виде в соответствии с Приложением В.

Максимальные напряжения равны

=108,2МПа.

Запас прочности

n=> 3.

При испытаниях на прочность, согласно техническим требованиям ( 374БЛ03.А0835-0СБ и штатной эксплуатации, поршень подвергается воздействию наружного давления, поэтому проведен расчет на устойчивость.

На основе /1/ выполнен расчет критического давления для оболочковых конструкций.

Для цилиндрической части поршня критическое давление определено по формуле

=(8)

где L– длина оболочки, мм;

E– модуль упругости, кгс/мм;

k– коэффициент устойчивости;

- коэффициент устойчивости при боковом давлении;

- толщина оболочки, мм;

R– радиус оболочки, мм.

Для цилиндрической оболочки параметры формулы (8) имеют следующие значения:

L= 42 мм,

E= 6720 кгс/мм,

k= 1,

= 1,51,

= 4 мм,

R= 40 мм.

Согласно формуле (8) определено критическое давление:

МПа.

Для конической части поршня критическое давление определено по формуле

=, (9)

где k– коэффициент устойчивости;

;

- толщина оболочки, мм;

L– длина образующей конуса, мм;

R– радиус оболочки, мм;

- угол конусности, градус.

Для конической оболочки параметры формулы (9) имеют следующие значения:

k= 1,

= 2,28,

= 2,54 мм,

L= 23,4 мм,

R= 32 мм,

= 70.

Согласно формуле (9) определено критическое давление

МПа.

Запас по устойчивости

.

Следовательно, оболочковые конструкции поршня будут сохранять свою устойчивость при = (10,03) МПа.

Рисунок 4 – Эскиз и расчетная схема поршня 374БЛ03.А0835-5

5. Заключение

5.1 Приведенные расчеты на прочность показывают, что конструкция компенсатора 374БЛ03.А0835-0 удовлетворяет требованиям ТЗ, нормативных документов по прочности.

Экспериментальное подтверждение прочности конструкции проведено при конструкторско-доводочных испытаниях (КДИ), согласно 374БЛ03.А0835-0ПМ. Результаты КДИ в соответствии с

374БЛ03.А0835-0 ПМ Приложение 1.

Рисунок 5 – Эскиз конечно-элементной модели корпуса 374БЛ03.А0835-1

Рисунок 6 – Напряжения в корпусе 374БЛ03.А0835-1 для случая испытаний на прочность

Рисунок 7 – Перемещения корпуса 374БЛ03.А0835-1 для случая испытаний на прочность

Рисунок 8 – Напряжения в корпусе 374БЛ03.А0835-1 для случая штатного нагружения

Рисунок 9 – Перемещения корпуса 374БЛ03.А0835-1 для случая штатного нагружения

Рисунок 10 – Эскиз конечно-элементной модели поршня 374БЛ03.А0835-5

Рисунок 11 – Напряжения в поршне 374БЛ03.А0835-5

Рисунок 12 – Перемещения поршня 374БЛ03.А0835-5

ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение документа, на который дана ссылка	Номер раздела, подраздела, пункта, подпункта, перечисления, приложения разрабатываемого документа, в котором дана ссылка
ГОСТ 2590-2006	4.2.1
ГОСТ 6794-75	3.1
ГОСТ 8313-88	3.1
ГОСТ 10227-86	3.1
ГОСТ 21488-97	4.3.1
ОСТ 92-0718-72	2.1
ОСТ 92-9378-80	3.1
ТУ 14-1-5286-94	4.2.1
ТУ 38.001244-81	3.1

Список использованных источников

1 Лизин В.Т., Пяткин В.А. Устойчивость оболочковых конструкций,

ГОНТИ-II, 1973.