91.6 Mpa
δ= ( - 1)= ( - 1)=1.684mm则发动机外径Do=1.684*2+45=48.368mm
此外,由于壳体螺纹加工余量、加工精度、标准铝管系列等问题,发动机外径定为52mm。
(2)连接结构设计。首先,在进行连接结构设计的同时,进行发动机草图的绘制。本设计中喷管及堵头采用螺纹连接的方式与发动机壳体固定,所需螺纹长度计算如下:在发动机的工作过程中,连接螺纹同时受到弯矩、剪切应力、及挤压应力的共同作用,其中,弯矩是限制螺纹长度的主要因素,所以在此以弯矩校核螺纹长度。A、 弯矩校核nб=0.721 (4)nб——保证抗弯强度需要的螺纹圈数d2 ——螺纹中径t ——螺距——抗弯许用应力关于铝合金的抗弯许用应力,个人查阅了许多资料也未获得,仅有下面的只言片语“铝合金抗弯强度级低,为10~35Mpa”因此这里的螺纹长度只能估算,然后试验验证了。本发动机采用普通细牙螺纹,螺距1.5mm 、螺纹大径47mm、中径46.026mmnб=0.721 = 0.721 = 6.8同样,由于加工公差,螺纹工艺,高温影响等因素,真正的螺纹圈数应比计算值取得较大,由下式计算。N= 1.5nб+ 4=1.5*6.8+4=14.2圈螺纹长度L=Nt=14.2*1.5=21.3mm 取20mm
(3)堵头厚度计算堵头厚度按平板封头进行计算δ=D (5)δ——平板封头厚度(mm)D——计算直径(mm)K——封头系数 (在此可取0.3)——封头材料许用应力(Mpa)代入数值计算:δ=45 = 8.11mmδ=45 = 7.09mm上式中的计算值,对于喷管,按45#钢(或304)不锈钢在高温下取70Mpa进行计算的。喷管本身为椎体结构,受力较平板要好,且喷管处的压力较燃烧室内小很多,因此个人认为,喷管喉口以前部分,厚度在5mm左右即可。对于上堵头,为平板结构,为降低发动机重量,采用铝合金,需要有良好的隔热措施,计算厚度不小于7.1mm。至此,发动机整体设计完毕,发动机的细节在此就不做更多的说明,结构请参见附件图(请补充)。