Термонапряженное состояние оболочки цилиндрического криогенного бака при его заполнении

Рассмотрен процесс заполнения емкости криогенной жидкостью. Построена комплексная математическая модель, описывающая термонапряженное состояние круговой цилиндрической оболочки емкости при неравномерном распределении температуры вдоль ее образующей, вызванном движением уровня жидкости. В общем случае оболочка нагружена внутренним давлением в полости емкости и гидростатическим давлением жидкости, а также осевой сжимающей силой. Количественный анализ модели для случая перемещения уровня жидкости с постоянной скоростью позволил оценить время установления квазистационарного распределения температуры вдоль образующей оболочки емкости и влияние определяющих параметров на неравномерность распределения температуры и радиального перемещения оболочки, распределение изгибающего момента в ее поперечном сечении и наибольшее по абсолютному значению осевое сжимающее напряжение. Представленные расчетные зависимости могут быть полезны при расчете и проектировании оболочек криогенных емкостей.

Литература

[1] Феодосьев В.И. Основы техники ракетного полета. Москва, Наука, 1979. 496 с.

[2] Ковалев Б.К. Развитие ракетно-космических систем выведения. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 400 с.

[3] Александров А.А., Марков В.А., ред. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. Москва, ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2012. 791 c.

[4] Балабух Л.И., Колесников К.С., Зарубин В.С., Алфутов Н.А., Усюкин В.И., Чижов В.Ф. Основы строительной механики ракет. Москва, Высшая школа, 1969. 496 с.

[5] Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Математическое моделирование термомеханических процессов при интенсивном тепловом воздействии. Теплофизика высоких температур, 2003, № 2, с. 300–309.

[6] Зарубин В.С., Кувыркин Г.Н. Особенности математического моделирования технических устройств. Математическое моделирование и численные методы, 2014, № 1, с. 5–17.

[7] Зарубин В.С., Зимин В.Н., Кувыркин Г.Н. Математическое моделирование температурного состояния оболочки цилиндрической криогенной емкости при заполнении и опорожнении. Математика и математическое моделирование, 2015, № 6, с. 44–60, doi:10.7463/mathm.0615.0829350.

[8] Феодосьев В.И. Десять лекций-бесед по сопротивлению материалов. Москва, Наука, 1975. 173 с.

[9] Арзамасов Б.Н. ред. Конструкционные материалы: Справочник. Москва, Машиностроение, 1990. 688 с.

[10] Галанин М.П., Савенков Е.Б. Методы численного анализа математических моделей. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 591 с.

[11] Пономарев С.Д., Бидерман В.Л., Лихарев К.К., Макушин В.М., Малинин Н.Н., Феодосьев В.И. Расчеты на прочность в машиностроении. В 3 т. Т. 2. Москва, Машгиз, 1958. 974 с.

[12] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. 592 с.