Статья опубликована в рамках: CCXIV Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 09 июня 2025 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Моделирование

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:

Павлов В.С. ПРОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ И ВЫБОР ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ГЕРМОКОНТЕЙНЕРА ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИ ГИДРОСТАТИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ 140МПА // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. CCXIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(213). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/11(213).pdf (дата обращения: 19.06.2025)

Проголосовать за статью

Идет голосование

Эта статья набрала 0 голосов (обновление каждые 15 минут)

Дипломы участников

У данной статьи нет
дипломов

ПРОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ И ВЫБОР ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ ГЕРМОКОНТЕЙНЕРА ГИДРОЛОКАТОРА БОКОВОГО ОБЗОРА ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРИ ГИДРОСТАТИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ 140МПА

Павлов Вячеслав Сергеевич

студент, Кафедра Е5 «Экология и производственная безопасность», Балтийский государственный технический университет «Военмех» им. Д.Ф. Устинова,

РФ, г. Санкт-Петербург

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассчитывается минимальная толщина стенки гермоконтейнера, обеспечивающая требуемый запас прочности конструкции при воздействии гидростатического давления.

Ключевые слова: гермоконтейнер, прочность, напряжение, модель, стенка.

Гидролокаторы бокового обзора (ГБО) играют важную роль в исследовании океанов и морей, обеспечивая получение детальных изображений подводного рельефа, а также обнаружение и классификацию объектов на морском дне. В связи с растущими потребностями в освоении глубоководных областей, проектирование ГБО, способных работать на больших глубинах, является актуальной задачей. Одним из ключевых элементов такой системы является гермоконтейнер, обеспечивающий защиту электронной аппаратуры от экстремальных условий окружающей среды.

Габариты гермоконтейнера: ширина и толщина = Ø 100 мм, длина = 500мм

Материал: титановый сплав ВТ6.

Таблица 1.

Технические характеристики титанового сплава ВТ6

σ_0,2,

МПа

σ_в,

МПа

ГПа

ρ,

кг/м³

739

831

118

4450

0,32

Выбираем коэффициент запаса прочности равный n = 1,5, тогда допускаемые напряжения будут равны:

Из формулы (1) находим допускаемые напряжения для титанового сплава ВТ6:

Для определения толщины стенки применим формулу Ляме для толстостенных труб, находящихся под внешним давлением [1]:

σ_t – максимальные окружные напряжения;

p_н – наружное давление;

R_н – наружный радиус;

R_в – внутренний радиус.

Так как нам не известен внутренний радиус, то примем значение как разность наружного радиуса и толщины:

где x – неизвестная толщина стенки.

Толщина стенки составила 14,86 мм. Также нужно сделать прибавку на 1 мм на возможную коррозию за весь срок службы: x = 14,86 + 1 = 15,86 мм. И выбираем ближайший стандартный размер: 16 мм. Таким образом минимальная толщина стенки для титанового сплава ВТ6, находящегося под гидростатическим давлением 140 МПа, составляет 16 мм.

Выполним проверку с помощью программы, использующую метод конечных элементов (МКЭ).

Рисунок 1. Модель гидролокатора ГБО

Рисунок 2. Вывод напряжений

Из рисунка 2 видно, что максимальные напряжения возникают в цилиндре гермоконтейнера, и они не превышают допускаемых напряжений равных 553,33 МПа.

Таким образом было установлено, что толщина стенки равная 16 мм для гермоконтейнера ГБО, состоящего из материала ВТ6, подходит для эксплуатации ГБО при гидростатическом давлении 140 МПа.

Список литературы:

Теория упругости: основные положения: учеб. пособие / В. В. Стружанов, Н. В. Бурмашева; М-во науки и высш. образования Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург. Изд-во Урал. ун-та, 2019. — 204 с.