Титан

[статист 609]

Добрый день, участники форума.

После прошедшей субботы предлагаю всем немного расслабиться и порассуждать на профессиональную тему.

Такая задачка:

Есть бочка из углепластика с единственным окном в гальюне. Она может испытывать внешнее давление 40 МПа.

Внутри бочки нужно прикрепить монитор, чтобы было удобно смотреть. Что может пойти не так?

 

[MFS 248]

24 минуты назад, jtok сказал:

Снаружи - тонкая обшивка из листа.

Насколько я помню, металл там не снаружи, а на торцах. Труба - композитная.

[jtok 818]

3 минуты назад, MFS сказал:

металл там не снаружи

Я имел ввиду лист (металл, алюминий, композит) вот этот, белый:

Скрытый текст

Т.е. саму несущую обечайку не видно ни с одной из сторон - ни изнутри, ни снаружи.

Изменено 26 июня 2023 пользователем jtok

[MFS 248]

7 минут назад, jtok сказал:

Я имел ввиду лист (металл, алюминий, композит) вот этот, белый:

  Показать содержимое

Т.е. саму несущую обечайку не видно ни с одной из сторон - ни изнутри, ни снаружи.

Снаружи да, легкий корпус.

[статист 609]

46 минут назад, jtok сказал:

Для таких давлений очень не технолологично. Я бы сказал, это преступно.

А вот решение @AlexKaz про площадку и клей - очень технологично.

Спасибо!

 

Посмотрел это видео, там более подробно все описано:

 

 

Оказывается видовое окно было сделано из оргстекла. Это еще одно слабое место в этой конструкции. 

Вообще разговоры гендиректора этой компании прекрасны во всем. Он так хотел быть похожим на Илона Маска.

[Ветерок 2 109]

https://novaya-media.cdn.ampproject.org/c/s/novaya.media/amp/articles/2023/06/22/tragediia-titana

[jtok 818]

Прикинул титановую полусферу.

Внутренний радиус 1200мм. Внешнее давление 38МПа. Толщина вышла 70мм - это только статика, без устойчивости и усталости.

Макс. напряжения 364МПа, в линейной и нелинейной постановке.

Скрытый текст

SW2018

Днище.zip

[Ветерок 2 109]

1 час назад, jtok сказал:

Прикинул титановую полусферу.

В том-то и цимес, что титановую оболочку можно и прикинуть, и посчитать фундаментально на всякие режимы, а с композитом такого не получится. И даже если удастся что-то посчитать, то насколько конкретное изделие будет соответствовать расчетам никто сказать не сможет, не проведя испытаний на разрушение.

Там, вроде, толщина композитного корпуса порядка 130мм. Значит мотали его кевларовой нитью (или даже несколькими кевлар+дакрон) не один час. За это время смола, которой пропитывал первые слои, уже могла затвердеть, а на новых слоях ещё нет. Думаю, это тоже не в плюс прочности.

Ну, и отказываться от сферы и использовать цилиндр на таких глубинах - это авантюризм, если не идиотизм. Как, собственно, и всё остальное в этом проекте.

 

Если подводник спроектирует самолет, он просто не взлетит потому что будет тяжелым. А когда авиатор проектирует батискаф, тот тонет.

Хотя, Туполев в своё время спроектировал торпедный катер Г-5, но у него был хотя бы опыт проектирования поплавков для гидросамолета. По сути Г5-  это увеличенный поплавок с моторами.

[jtok 818]

Прикинул композитную оболочку, если бы мы её делали из стекловолокна))). Нормы - ГОСТ 55072 и EN 13121.

Диаметр правда взял меньше, чем для титановой сферы, не 2,4 а 2м. Иначе что-то толсто получалось.

Расчетная толщина оболочки исходя из условия потери устойчивости получается равной 196мм.

 

Т.е. для кевлара толщина 130мм - это вроде достаточная толщина, как мне представляется.

 

Остался пластиковый иллюминатор.

 

Мы как-то проектировали емкость на 13бар со смотровыми окнами. Испытательное давление приняли 1,5 от рабочего, или 20бар (испытывали водой).

Поставили стекла на 8бар (тип В диаметр стекла 200мм) по ГОСТ 21836-88 "Стекла смотровые для промышленных установок. ТУ" (прочнее другие никак найти не могли) и начали испытывать 20ю, надеясь на то, что в стеклах есть какой-то запас прочности.

 

Не угадали, стекло выстрелило в крышу, пробило ж/б плиту.

Скрытый текст

Нашли стекло по DIN 7080 2005-05 на 16бар, испытали - вроде стоит до сих пор.

Скрытый текст

Где стоят стекла:

Скрытый текст

 

Расчет обечайки СПЛ.pdf

PS ...А ещё на всякий сетку стальную приварили на фланец перед стеклами, ну вдруг чел смотреть начнёт и молоточком тыкать иль плоскогубцами в бачок под давлением, а стекло шарахнет. А так может и живой останется.

[Ветерок 2 109]

57 минут назад, jtok сказал:

Остался пластиковый иллюминатор.

Скорее, кварцевое стекло. Разумеется, тоже полусфера.

[Jesse 961]

13 часов назад, Ветерок сказал:

И даже если удастся что-то посчитать, то насколько конкретное изделие будет соответствовать расчетам никто сказать не сможет, не проведя испытаний на разрушение.

я бы дополнил, что в случае  с композитом нужно больше испытаний, т.к. робастность (надёжность) расчётов там невелика.. в отличие от стальной оболочки

[Ветерок 2 109]

Как раз недавно видел вот такое разрушение композита (разумеется, от столкновения, не само по себе). Лодка серийная (технология должна быть отработана). Видно, что слои были плохо проклеены. Возможно, единичный случай брака, но пока не сломаешь, не узнаешь. Хотя, наверное, есть какие-то методы неразрушающего контроля и для композитов.

 

Изменено 27 июня 2023 пользователем Ветерок

[jtok 818]

18 минут назад, Ветерок сказал:

есть какие-то методы неразрушающего контроля и для композитов

Ультразвуковые дефектоскопы.

[AlexKL 34]

У меня знакомый, давно уже, на авиаремонтном заводе занимался переделкой бортов в вип-салоны.

Приезжали к ним из КБ ТУ "ведущие по самолету".

Сказали, что никаких "дырок" под крепеж сверлить нельзя. Вообще.

Так знакомый, чтобы унитаз не провалился, "палочкой" подпер его, снизу. "Палочку" ставил враспор между 

неким "шпангоутом" и унитазом. 

Может тут не предупредили?

[Jesse 961]

9 минут назад, AlexKL сказал:

Сказали, что никаких "дырок" под крепеж сверлить нельзя. Вообще.

ну на самолётах тем более нельзя. Там же вибрации, усталость.. А Любая дырка - это концентратор. Да и поэтому собсна предпочитают заклёпки, а не сварку. Потому что шов плохеет от вибрации

[MFS 248]

26.06.2023 в 20:44, Ветерок сказал:

Хотя, Туполев в своё время спроектировал торпедный катер Г-5, но у него был хотя бы опыт проектирования поплавков для гидросамолета. По сути Г5-  это увеличенный поплавок с моторами.

Не хочу тебя расстраивать, но я тут сам недавно узнал и расстроился. Г-5 (в девичестве Ш-4, а еще до того АНТ-3), по сути, это "реверсноперепроектированный" английский 55-футовый CBM-62 (посмотри при случае - 1 в 1). Г-5 и правда, несколько.... слишком специфичный вышел, в войну ему на замену приняли более традиционные "Комсомольцы", ветка которых продолжается, имхо, до сих пор.

[AlexKaz 1 823]

11 часов назад, MFS сказал:

английский 55-футовый CBM-62

Не гуглится. Разве что нашёлся катер CMB-62 - участник рейда британского флота на Кронштадт в 1919 https://en.wikipedia.org/wiki/Raid_on_Kronstadt

Изменено 29 июня 2023 пользователем AlexKaz

[AlexKL 34]

Судя по всему, катерок "это вот это" :-)

 

http://www.barque.ru/img/articles4/torpednyy_kater_55-futovyy_smv_konstrukcii_dzh_tornikrofta.jpg

 

[MFS 248]

8 часов назад, AlexKaz сказал:

Разве что нашёлся катер CMB-62 - участник рейда британского флота на Кронштадт в 1919

Вот именно, его наши в 1919 потопили, потом подняли и внимательно рассмотрели. Несколько захватили даже на ходу.

Цитата

Предстояло создать пригодный для серийной постройки, т. е. относительно простой по конструкции, высокоскоростной и в то же время достаточно мореходный катер, способный нести запас топлива с расчетом на радиус действия 300 миль, вооружение и экипаж. Было очевидно, что накопленного ЦАГИ опыта для решения такой сложной задачи недостаточно. С другой стороны, флот с самого начала неоднократно подчеркивал, что нужны такие ТКА, какие были у англичан. Лишь поправкой на время постройки — на истекшие десять лет — выглядело требование увеличить скорость. А к этому времени выяснилось, что с английскими ТКА, совсем недавно бывшими секретным оружием, теперь можно познакомиться не только по литературе, но и «в натуре». Несколько трофейных, захваченных у английских интервентов катеров сохранились и даже оставались на ходу. В частности, четыре из них — «истребители» (по терминологии времен гражданской войны) «Беспощадный», «Бесшумный», «Беспокойный» и «Бесстрашный» в 1921 г. были переведены на Черное море и вошли в состав формировавшегося там «дивсторката» — дивизиона сторожевых и торпедных катеров. Неудивительно, что для всестороннего ознакомления с конструкцией и мореходными качествами этих деревянных ТКА, построенных в годы первой мировой войны по проектам Торникрофта, в Севастополе неоднократно бывали представители ЦАГИ.

 

http://www.barque.ru/stories/1991/tupolev_torpedo_boats

[статист 609]

 

[jtok 818]

 

 

https://www.engineering.com/story/a-nonlinear-structural-analysis-of-the-titan-submersible-shows-implosion-and-fracturing