- •Московский Государственный Университет Машиностроения
- •Исходные данные для расчета
- •Аннотация
- •Содержание
- •4. Оптимизация конструкции сосуда……………………………………………………..43
- •Результаты компьютерного расчета
- •Результаты расчета сферической оболочки
- •Расчет цилиндрической оболочки под газовым давлением по безмоментной теории.
- •Исходные данные:
- •Решение:
- •Расчет конической оболочки под газовым давлением по безмоментной теории оболочки.
- •Исходные данные:
- •Решение:
- •Результаты расчета конической оболочки
- •2.1 Расчет узла сопряжения цилиндрической и сферической оболочки
- •Расчет цилиндрической оболочки
- •Результаты расчета цилиндрической оболочки
- •Расчет сферической оболочки
- •Результаты расчета сферической оболочки
- •2.2. Расчет узла сопряжения цилиндрической и конической оболочки
- •Результаты расчета цилиндрической оболочки
- •Расчет конической оболочки
- •,Где Координата границы зоны краевого эффекта
- •Результаты расчета конической оболочки
- •2.3 Сопоставление результатов компьютерного анализа с результатами аналитического расчета.
- •3. Оценка прочности заданной конструкции аппарата
- •4. Оптимизация конструкции сосуда
- •4.1. Подготовка исходных данных для оптимизации на эвм
- •Тор сфера-цилиндр
- •Тор конус-цилиндр
- •4.2. Компьютерный расчет и его результаты в оптимизированной оболочечной конструкции
- •III. Результаты расчета напряжений (табл. 4.14-4.19).
- •График интенсивности напряжений
- •5. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния исходной и оптимизированной конструкции аппарата
График интенсивности напряжений
Рис.4
Выполним оценку прочности оптимизированной конструкции аппарата.
Рассмотрев график интенсивности напряжений (Рис.4), можно выделить несколько зон с наибольшими значениями интенсивности напряжений. Поиск наиболее опасной точки осложняется тем, что элементов на этот раз 6, т.е. количество сечений, которые следует рассмотреть, становится больше. Элементы №2 и №5 просматриваем полностью, т.к. по графику они представляют наибольший всплеск интенсивности напряжений.
По таблицам 4.14-4.19 , найдём наибольшее значение интенсивности напряжений на внутренней и внешней сторонах оболочки в каждом элеме
Таблица 4.20.
Точки с наибольшим напряжением |
№ точки оболочного элемента |
, МПа |
, МПа |
Конус |
85 |
77.1 |
84.1 |
Тор ( стык конус-цилиндр) |
42 |
145.5 |
72.9 |
Цилиндр (стык конус-цилиндр) |
28 |
70.4 |
72.8 |
Цилиндр (стык сфера-цилиндр) |
100 |
154 |
70.9 |
Тор ( стык сфера-цилиндр) |
13 |
83.9 |
26.1 |
Сфера |
70 |
94.1 |
90.3 |
Наибольшее значение интенсивности напряжений находится в элементе Цилиндр конус-цилиндр (Элемент №3) в сечении № 100 на внутренней стороне оболочки интенсивность напряжений достигает
По полученным результатам, видно, что напряжения в результате оптимизации удалось существенно приблизить к безмоментному состоянию:
= 1,7
Коэффициент запаса прочности по пределу текучести:
5. Сравнительный анализ напряженно-деформированного состояния исходной и оптимизированной конструкции аппарата
Проведём сравнительный анализ конструкции до оптимизации и после:
В первую очередь следует сравнить максимальные значения интенсивности напряжений и их отношение к безмоментной составляющей.
До оптимизации = 862.1 Мпа, после оптимизации = 154 Мпа.
Отношение до оптимизации бло равно 8, после оптимизации - 1,7.
Теперь сравним коэффициенты запаса прочности по пределу текучести:
До оптимизации 0,23. После оптимизации 1,3
Полученные результаты для наглядности сведём в таблицу
Таблица 5.1.
-
До оптимизации
После оптимизации
862,1 МПа
154 МПа
8
1.7
0.23
1.3
Исходя из таблицы 5.1 можно сделать ввод, что оптимизация проведена успешно: запаса прочности хватает, а значит конструкция выдерживает заданную нагрузку.
Нам удалось снизить максимальную интенсивность напряжений в: