Расчет пластинчатых электродов на прочность, страница 3

Выберем максимальное значение  и на основе его произведем расчет запаса прочности.

МПа

=110МПа

- условие прочности выполняется.

В даннном разделе произведен расчет на прочность электродов ИОС ПИД , который заключал расчет коэффициента прочности (n=1,56),что удовлетворяет условию: n>1.3.Нахождение данного коэффициента заключается в нахождении напряжений, а также построении графиков зависимости напряжения от радиуса.

6.2 Приближенная оценка устойчивости электрода при сжатии

Условием, обеспечивающим устойчивость электрода при работе двигателя, будет уменьшение напряжения сжатия на всей длине электрода и, в частности, напряжения σ_ra или равенство его нулю. Это условие можно создать приложением к внешнему контуру дополнительного растягивающего напряжения σ_rT называемого технологическим.

Рассмотрим способы создания в электроде растягивающих напряжений.

6.2.1 Технологический способ

Известные из расчета напряжения σ_ra можно приложить к электроду со стороны кольца на радиусе С (рис.6.11) путем создания предварительного натяга электрода при креплении электрода с внешним кольцом.

Рис.6.11 - Технологический способ повышения устойчивости электрода

Если до крепления электрода с кольцом равномерным нагревом электрода деформировать его на величину U_T ,то это обеспечивает приложение при остывании положительных напряжений σ_rT , как это указано на рис.6.8. Суммарные напряжения в электроде будут меньше опасных, вызывающих потерю устойчивости электрода.

Потребную технологическую деформацию электрода на радиусе С

можно получить, если равномерно нагреть электрод на величину ∆t.

Тогда

где ∆t – величина нагрева электрода при его сборке с кольцом.

Приравнивая выражения для U_аТ , получаем потребную величину нагрева электрода

6.2.2 Конструктивный способ

Путем равномерного размещения по окружности  упругих элементов в кольце электрода можно обеспечить растяжение электрода дополнительным напряжением σ_rT , полученным, как и в предыдущем случае, из расчета температурных напряжений.

Упругим элементом может быть герметичная сильфонная коробка, наполненная нейтральным газом. Особенность конструкции заключается в том, что дополнительные напряжения σ_rT не релаксируют.

Для применения этого мероприятия в конструкции двигателей длительного ресурса необходимо провести контрольный расчет деформации ползучести электрода.

Кроме этого способа дополнительное растягивающее напряжение при нагревании можно получить в такой конструкции, где кольцо выполняется из материала, имеющего значительно более высокое значение коэффициента линейного расширения α , чем собственно электрод.

В нашем случае материал кольца - Х18Н10Т, а электрод – из молибдена, что соответствует выше сказанному.

ВЫВОДЫ

В данной работе спроектирован и рассчитан узел ионно-оптической системы плазменно-ионного движителя. ПИД имеет цилиндрическую форму.

Разработана структурная и функциональная схемы ПИДа.

Проведен расчет температурных напряжений электродов ионно-оптической системы движителя и дана приближенная оценка их устойчивости.

Запас прочности для электрода n=