Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Московский авиационный институт



 

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(национальный исследовательский университет)

Филиал «Восход»

 

Кафедра Б1 (КиИЛА)

«Утверждаю»

Доцент __________ Сизов А. А.

«_____» __________ 2014 г.

 

Курсовая работа

 

по дисциплине: «Проектирование КСНО»

на тему: «Определение нагрузок, действующих на поднимающую систему

транспортно-установочного агрегата»

 

Студент группы ДЛ5-30 __________ Айтбаков Б.А.

«_____» __________ 2014г.

 

г. Байконур 2014 г.

Аннотация

Курсовая работа по определению нагрузок, действующих на поднимающую систему транспортно-установочного агрегата (ТУА).

В состав поднимаемой системы входит транспортно-установочный агрегат и ракета космического назначения (РКН). При расчетах необходимо определить ряд основных параметров нагрузок, имеющих место при динамических перемещениях системы.

 

Содержание

Введение__________________________________________________________5

Основные обозначения______________________________________________6

Исходные данные__________________________________________________7

1 Расчёт нагрузок, действующих на поднимаемую систему

установщика (ТУА) ______________________________________________8

1.1 Расчёт грузового момента графическим методом_____________________9

2 Расчёт момента сил инерции ______________________________________12

2.1 Расчет перегрузки______________________________________________13

3 Определение момента от ветровой нагрузки_________________________14

4 Расчёт ветровых нагрузок и момента по трём этапам__________________17

5 Расчёт сопротивления подъёму ТУА с РКН от сил трения_____________20

Заключение ______________________________________________________21

Список используемых источников___________________________________22

Приложение А____________________________________________________23


Основные обозначения

- суммарный вес стрелы и рамы;

- начальный угол наклона линии ОО1 к горизонту;

- координата центра тяжести;

- координата центра тяжести;

от 0,01 до 0,1 ;

- масса полезного груза;

;

- расстояние (радиус) от центра вращения до центра тяжести полезного груза;

- коэффициент импульсного скоростного напора;

- коэффициент учитывающий динамические качества обдуваемой конструкции;

- коэффициент формы колебаний конструкции;

- ширина расчетной поверхности;

- длина расчетной поверхности;

-начальный угол наклона между высотой поднимаемой конструкции и линии узла поворота;

- длина поднимаемой системы;

- высота поднимаемой системы;

- аэродинамический коэффициент;

для стали;

- коэффициент трения 0,85 – 0,87.

 



 

Исходные данные:

 

σ = 80800 [кг];

γц =8̊;

хц =14 [м];

уц =6 [м];

ε = от 0,01 до 0,1 ;

mk = 4500[кг];

φ =0,02 [1/с];;

Rk =38 [м];

m1 = 0,3;

ζ1 = 2;

Кф =1,1;

Вв = 3 [м];

Lв =30 [м];

hв =6 [м];

с =0,8;

δ = 1.0 для стали;

η - коэффициент трения 0,85 – 0,87.

hy =1,29 [кг/м3];

δв = 16 [м/с];

φ=450

Gк=3400 [кг]

υ =16[м/с]

 

Введение

Установочное оборудование предназначено для установки изделия на пусковой стол и снятие его при несостоявшемся пуске.

Операция «Установка» включает следующие этапы:

¾ перевод из горизонтального положения в вертикальное;

¾ ориентирование изделия и его частей в пространстве для совмещения опорных элементов изделия с опорами пускового стола;

¾ передача веса изделия с узлов крепления его на подъемном устройстве на опоры пускового стола.

При установке изделия на пусковой стол с помощью установочного оборудования, изделие совершает в пространстве сложные перемещения, в ходе которых на него действуют нагрузки, способные привести к перегрузкам, превышающим допустимые для изделия.

Целью курсовой работы является получение навыка по определению нагрузок, действующих на поднимающую систему транспортно-установочного агрегата.

 

 

 

1 Расчёт нагрузок, действующих на поднимаемую систему установщика

Для расчёта нагрузок, действующих на поднимаемую систему установщика, воспользуемся уравнениями моментов при вращательном движении поднимаемой системы под действием механизма подъема:

, или

, (1)

где - момент инерции поднимаемой системы относительно оси поворота стрелы;

- угловое ускорение поднимаемой системы:

;

- момент, развиваемый механизмом подъёма стрелы относительно оси поворота;

- момент от сил веса;

- момент инерции;

- момент ветровой нагрузки;

- момент сил трения.

,

где - усилие гидродомкрата;

- плечо гидродомкрата;

- линейное ускорение центра тяжести системы;

- радиус вращения центра тяжести.

 

1.1 Расчёт грузового момента графическим способом

Расчет проводится согласно рисунку 1.

Грузовой момент в функции угла определяется по формуле:

, или

, (2)

[ Н·м ]

где - суммарный вес стрелы и ракеты (системы);

- расстояние от центра вращения стрелы до центра тяжести поднимаемой системы;

; (3)

[ м ]

- текущее значение угла подъёма стрелы;

- начальный угол наклона линии к горизонту:

, (4)

где , - координаты центра тяжести системы.

 

определяют для нескольких значений угла в пределах от до () с шагом .

[ Н·м ]

 

 

   

1029829,893

 

897168,9271

 

414047,9367

 

554926,0408

 

355742,9980

 

-414047,9367

 

378942,1772

 

-281003,9800

 

-484800

 

 

Строим кривую , она может быть построена графически без расчёта её по точкам (рисунок 2). Для построения кривой принимаются удобные масштабы и произведения . Проводятся оси координат , . На продолжении оси на расстоянии, несколько большем в принятом масштабе, выбирается точка . Из точки (она является центром радиуса ) описывается дуга DАВ. От вертикали CD откладывается угол и далее угол АСВ, равный углу подъёма стрелы . Дуга АВ делится на 6 или 9 равных частей, через точки деления проводятся горизонтальные линии. На оси в принятом масштабе от начала координат откладываются соответствующие точки деления дуги АВ значения угла . Через полученные точки проводятся вертикальные линии. Пересечения соответствующих горизонтальных и вертикальных линий дают точки, через которые проходит кривая грузового момента .

Рисунок 1 - Расчётная схема по определению грузового момента

 

Рисунок 2 - Построение кривой грузового момента

 

2 Расчёт момента сил инерции

Момент от сил инерции:

,

где - угловое ускорение системы.

 

, , (5)

где - массовый момент инерции стрелы относительно оси поворота стрелы;

- массовый момент инерции ракеты;

- массовый момент инерции элемента конструкции стрелы относительно оси поворота.

Определим инерционные силы ( и ) и реакции связи ( и ) по рисунку 3.

, (6)

, (7)

где .

[ м ]

[ м ]

Суммарная нагрузка на массу :

. (8)

[ м ]

Суммарная сила (инерционная) определяется как:

, (9)

 

[ Н ]

где .

Рисунок 3 - Схема для определения инерционных сил

2.1 Расчет перегрузки

Оценку перегрузки можно определить по формуле (рисунок 4):

, при ; (10)

, (11)

где - тангенциальное ускорение головной части.

Допустимая перегрузка на головную часть (КА):

, .

При этом должно соблюдаться условие:

 

Рисунок 4 - Схема определения перегрузки

3 Определение момента от ветровой нагрузки

Расчётная ветровая нагрузка определяется по формуле (рисунок 5):

, (12)

где - статическая составляющая ветровой нагрузки;

- динамическая (инерционная) составляющая ветровой нагрузки.

Статическая и динамическая составляющие связаны соотношением:

, (13)

где - коэффициент пульсации скоростного напора (таблица 1);

- коэффициент, учитывающий динамические качества.

конструкции (таблица 2);

- коэффициент формы колебаний у конструкции.

Учитывая описанную выше формулу, ветровую нагрузку можно определить по следующему выражению:

. (14)

Таблица 1 - Значения коэффициента пульсации скоростного напора

Высота над поверхностью Земли, м

До 10

     

при

0,32

0,31

0,24

0,25

 

Таблица 2 - Значения коэффициента, учитывающего динамические качества обдуваемой конструкции

Период собственных колебаний

Значения коэффициента

0,5

0,75

1,0

1,5

Железобетон

1,27

1,41

1,5

1,68

Сталь

1,38

1,56

1,73

2,0

Алюминиевые сплавы

1,42

1,64

1,87

2,21

 

Рисунок 5 - Схема нагружений стрелы ветровой нагрузкой с учётом всех обдуваемых поверхностей

Обозначим , где - коэффициент динамичности. Тогда:

.

Статическая составляющая ветровой нагрузки определяется:

, (15)

где - скоростной напор;

- коэффициент увеличения скоростного напора на высоте (таблица 3);

- аэродинамический коэффициент;

- расчетная наветренная площадь участка или элемента конструкции.

Скоростной напор определяется:

, (16)

[ кг/м·с2 ]

где - плотность воздуха =1,23;

- скорость ветра .

Таблица 3 - Распределение значения по высоте

от 0 м до 10 м

от 40 м до 50 м

от 10 м до 20 м

от 50 м до 60 м

от 20 м до 30 м

от 60 м до 80 м

от 30 м до 40 м

от 80 м до 100 м

Значение аэродинамического коэффициента в зависимости от формы обдуваемой поверхности:

для балок и форм из прямоугольных профилей;

для параллелепипедов;

для цилиндрических поверхностей.

Расчётную наветренную площадь поверхности можно определить как проекцию обдуваемой поверхности на плоскость:

, (17)

где - коэффициент заполнения;

- угол между направлением ветра и наветренной плоскостью;

- площадь, ограниченная контуром тела или формы;

- площадь отверстия.

Расчётная площадь условной поветренной поверхности к горизонту:

, (18)

2]

где - ширина площади расчётной поверхности;

- длина площади расчётной поверхности.

. (19)

[м]

Начальный угол наклона расчётной поверхности к горизонту:

, (20)

где и - длина и высота поднимаемой поверхности.

4 Расчёт ветровых нагрузок и момента выполняется по трём этапам

Расчет проводится согласно рисунку 5.

1 этап: до 10 м: расчёт ведётся при углах от до , т.е.

. (21)

Определим плечо действия силы от ветровой нагрузки:

. (22)

[ м ]

Сила ветровой нагрузки вычисляется по:

. (23)

[ Н ]

Выражение для определения ветрового момента будет иметь вид:

. (24)

[ Н·м ]

2 этап: система проходит второй слой от 10 до 20 м. Предельные значения при этом равны:

. (25)

Определим ветровую нагрузку и момент, действующий в пределах этого слоя:

- ветровая нагрузка (сила).

[ Н ]

Плечо:

. (26)

[ м ]

Момент:

. (27)

[Н·м]

 

Общие ветровые нагрузки и момент в конце слоя от 10 до 20 м:

, (28)

. (29)

[ Н ]

[ Н·м ]

3 этап: поднимаемая система находится в третьем слое от 20 до 30 м. Предельные значения для этого этапа:

. (30)

Определим ветровую нагрузку и момент, действующие в пределах третьего слоя:

, (31)

, (32)

. (33)

[ Н ]

[ м ]

[Н·м]

Общие ветровая нагрузка и момент в третьем слое:

, (34)

. (35)

[ Н ]

[ Н·м ]

 

5 Расчёт сопротивления подъёму от сил трения

При работе механизма подъёма стрелы в шарнирах крепления и гидродомкратах возникают моменты сопротивления повороту, обусловленные действием сил трения.

Момент сопротивления повороту в шарнире определяется по формуле:

, (36)

где - коэффициент трения пары цапфа-втулка;

- реакция, действующая в шарнире;

- радиус цапфы.

Суммарный момент сопротивления от сил трения в шарнирах:

. (37)

Определим силу, развиваемую гидродомкратом:

, (38)

где - число гидродомкратов;

- плечо силы гидродомкрата;

- коэффициент трения: .


Заключение

 

В данной курсовой работе определили нагрузки, действующие на поднимающую систему транспортно-установочного агрегата.

В расчетной части рассчитали грузовой момент функции угла для нескольких значений угла в пределах от до () с шагом .

и построили кривую в приложении А.

Определили инерционные силы ( и ) и реакции связи ( и ), суммарную нагрузку (R), суммарную силу (), перегрузку (ny), а также рассчитали скоростной напор (q), длину площади (Rв) и начальный угол наклона ().

Расчет ветровых нагрузок и момента выполнили по трём этапам:

В 1-м этапе до 10 метров расчет ведется при углах от φ=0 до φ=φ;

Во 2-м этапе система проходит второй слой от 10 до 20 метров;

В 3-м этапе поднимаемая система находится в третьем слое от 20 до 30 метров.

Во 2-м и 3-м этапе рассчитали предельное значения φ, также определили ветровую нагрузку и момент в каждом слое.

В приложении А построили расчетную схему по определению грузового момента, схему построения кривой грузового момента, а также схему для определения инерционных сил.

 

Список используемых источников

 

1. Самусенко М.Ф., Калибернов А.С., Горячев А.М. Основания устройства технологического оборудования технических систем. – ВИА им. Ф.Э. Дзержинского, 1978.

2. Маликов В.Г. Комиссарик С.Ф., Коротков А.М. Наземное оборудование ракет. – М., Воениздат, 1971.

3. Бармин В.П., Лекерсон М.А. Основы проектирования установщиков баллистических ракет. – М., Машиностроение, 1971.

4. Карпов Л.К., Прокопов В.А. и др. Пусковые установки и подъемно – транспортное оборудование. – Харьков, 1975.

5. Заболкин В.А. и др. Установочное, перегрузочное и транспортное оборудование. – Л., ВИКИ им А.Ф. Можайского, 1976.

 

 


Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 75 | Нарушение авторских прав




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
(назва організації) | на дипломный проект ст. Меркулова С.Р.

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.069 сек.)