Задача №1. Перегрузка центра тяжести:

Перегрузка центра тяжести:

nцт = = 10

Момент внешних сил, действующий на аппарат:

Mz = F_вн *sin α *(L- Xцт) = 2.55*10⁵ [Н*м]

Момент инерции аппарата:

Jz = = 2173 [кг*м²]

Угловое ускорение аппарата:

εz = Mz/Jz = 117 [1/с²]

Линейное ускорение расчетных сечений аппарата:

j1 = εz*(-Xцт) = -315.9 [м/с²]; j2 = εz*(x1 - Xцт) = -255.1 [м/с²];

j3 = εz*(l1 - Xцт) = -194.2 [м/с²]; j4 = εz*(x2 - Xцт) = -163.8 [м/с²];

j5 = εz*(l1 + l2 - Xцт) = -133.4 [м/с²]; j6 = εz*(x3 - Xцт) = -75.5 [м/с²];

j7 = εz*(l1 + l2 + l3 –Xцт) = -11.7 [м/с²]; j8 = εz*(x4 - Xцт) = 110 [м/с²];

j9 = εz*(l1 + l2 + l3 + l4 - Xцт) = 231.7 [м/с²]; j10 = εz*(x5 - Xцт) = 262.1 [м/с²];

j11 = εz*(L-Xцт) = 292.5 [м/с²].

Распределение индексов — все четные — центры масс отсеков (2, 4, 6, 8, 10),

все нечетные — носовой срез (1), стыки отсеков (3, 5, 7, 9), кормовой срез (11).

 

Перегрузка от вращения Cуммарная перегрузка

расчетных сечений аппарата: расчетных сечений аппарата:

 

ňi = j_i/g ni = nцт + ňi

сечение	ň
	-32.2
2 цт	-26
	-19.8
4 цт	-16.7
	-13.6
6 цт	-7.7
	-1.2
8 цт	11.2
	23.6
10 цт	26.7
	29.8

сечение	n
	-22.2
2 цт	-16
	-9.8
4 цт	-6.7
	-3.6
6 цт	2.3
	8.8
8 цт	22.2
	33.6
10 цт	36.7
	39.8

 

 

Проверка равенства нулю всех проекций сил на ось Y:

Y = F_вн *sin α – 0 [Н]

 

Определение инерционных сил:

Pi = nцт * mi * g — силы возникающие от перегрузки nцт;

Фi = ňi * mi * g — силы возникающие от вращательной составляющей перегрузки.

 

отсек	P	Ф	Р+Ф
		-42442	-26118
		-20446	-8203
		-12569

 

Построение эпюры перерезывающих сил

сечение	Q
2 цт
4 цт
6 цт
8 цт	-74151
10 цт	-104105

Значение перерезывающей функции

в расчетных сечениях:

Q0 = 0 [Н]; Qi = Q(i-1)-ni*mi*g;

Q11 = Q10 + F_вн*sin α 0 [Н].

 

Построение эпюры моментов

M0 = F_вн *sin α*L - n5*m5*g*(L – l5/2) – n4*m4*g*(l1 + l2 + l3 + l4/2) – n3*m3*g*(l1 + l2 + l3/2) – n2*m2*g(l1+l2/2) – n1*m1*g*l1/2 0 [Н*м];

M1 = F_вн *sin α*(L-l1/2) - n5*m5*g*(L - l1/2 – l5/2) – n4*m4*g*(l1/2 + l2 + l3 + l4/2) – n3*m3*g*(l1/2 + l2 + l3/2) – n2*m2*g(l1/2+l2/2) = 74367 [Н*м];

M2 = F_вн *sin α*(l2/2 + l3 + l4 + l5) - n5*m5*g*(l2/2 + l3 + l4 + l5/2) – n4*m4*g*(l2/2 + l3 + l4/2) – n3*m3*g*(l2/2 + l3/2) = 82495 [Н*м];

M3 = F_вн *sin α*(l3/2 + l4 + l5) - n5*m5*g*(l3/2 + l4 + l5/2) – n4*m4*g*(l3/2 + l4/2) = 97021 [Н*м];

M4 = F_вн *sin α*(l4/2 + l5) - n5*m5*g*(l4/2 + l5/2) = 120217 [Н*м];

M5 = F_вн *sin α*(l5/2) = 26526 [Н*м];

M6 = 0 [Н*м].

 

Определение осевой силы при заданном режиме нагружения

Равнодействующая осевая сила:

Rx = F_вн *cos α = 176710 [Н];

jxo = Rx / M = 170 [м/с²].

Значение осевой силы в расчетных сечениях при первом случае нагружения:

N1 = 0 [Н];

N2 = - jxo*m1/2 = -14144 [Н];

N3 = - jxo*m1 = -28288 [Н];

N4 = - jxo*(m1 + m2/2) = -38896 [Н];

N5 = - jxo*(m1+m2) = -49504 [Н];

N6 = - jxo*(m1 + m2 + m3/2) = -63648 [Н];

N7 = - jxo*(m1 + m2 + m3) = -77792 [Н];

N8 = - jxo*(m1 + m2 +m3 +m4/2) = -111724 [Н];

N9 = - jxo*(m1 + m2 + m3 + m4) = -145656 [Н];

N10 = - jxo*(m1 + m2 + m3 + m4 + m5/2) = -152728 [Н];

N11 = - jxo*(m1 + m2 + m3 + m4 + m5) + Rx 0 [Н].

Определение приведенной силы для 3-го отсека в первом случае нагружения:

Nприв1 = N6 + 2*M4/R = 1.14*10⁶ [Н];

Nприв1 = N6 - 2*M4/R = -1.26*10⁶ [Н].

Определение осевой силы в случае погружения:

N8 = (5p – p)*π*R² = 3.46*10⁶ — на длине 4 отсека;

N = -p*π*R² = -0.86*10⁶ — на длине всех остальных отсеков;

N6 = Nприв2 = -0.86*10⁶ — на длине расчетного (3-го) отсека.

Из расчета видно, что наибольшая приведенная сила достигается в расчетном случае 1 — при работе тормозной системы аппарата, следовательно, этот режим является расчетным.