14.1.3. Перевірка міцності оболонок

Оскільки оболонки обертання, з яких утворюються листові конструкції, знаходяться в двоосному напруженому стані (σ₁ ≠ 0 і σ₂ ≠ 0), то перевірка їх міцності виконується за зведеними напруженнями:

де σ₁, σ₂ – нормальні напруження по двом взаємно перпендикулярним напрямкам;

R_y – розрахунковий опір сталі за межею текучості;

γ_с – коефіцієнт умов роботи, γ_с = 0,8.

14.1.4. Перевірка стійкості оболонок

При рівномірному зовнішньому тиску або внутрішньому вакуумі оболонка працює на стиск і може втратити стійкість. Перевірка оболонок на стійкість полягає в тому, щоб розрахункові напруження в оболонці σ від навантаження не перевищували б σ_cr, які залежать від виду оболонки, відношення r/t, напруженого стану і матеріалу:

σ ≤ σ_cr γ_с.

Значення σ_cr, для оболонок наведені в нормах проектування і в спеціальній літературі.

Наприклад, для циліндричних оболонок обертання, рівномірно стиснутих вздовж твірних (по напрямку N₁ або σ₁) втрата стійкості стінки відбувається в меридіальному напрямку, і умова стійкості має вигляд

При дії зовнішнього рівномірного тиску Р, нормального до бокової поверхні, втрата стійкості стінки відбувається в кільцевому напрямку і умова стійкості

При одночасній дії стискаючих навантажень, рівномірно розподілених вздовж твірних, і зовнішнього рівномірного тиску умова стійкості має вигляд

Аналогічно перевіряється стійкість інших типів оболонок.

14.1.5. Розрахунок на витривалість

Листові конструкції таких споруд, як димові та вентиляційні труби, градирні та інші, що перевіряються на резонанс від дії вітру, а також бункери, які сприймають багатократно повторювані вібраційні навантаження, при кількості циклів навантажень 10⁵ і більше необхідно перевіряти на витривалість:

де R_v – розрахунковий опір сталі стомленості (за п.9.2 [1]); α – коефіцієнт, який враховує кількість циклів навантажень; γ_v –

коефіцієнт (за п.9.2 [1]).

14.1.6. Крайовий ефект

За безмоментною теорією оболонки розраховуються на розтяг або стиск. Але в місцях, які перешкоджають вільним деформаціям оболонок, проявляється крайовий ефект – згин. При цьому епюри згинаючих моментів М_к по довжині оболонки мають хвилеподібний різко затухаючий характер.

Деякі місця, в яких проявляється крайовий ефект, наведені на рис.14.9, 14.10, 14.11.

М_к визначається за наближеними формулами, які наведені в літературі.

Рис. 14.9. Місце з’єднання циліндричної оболонки з плоским днищем

Рис. 14.10. Місце приєднання кільцевого ребра до оболонки

Рис. 14.11. Місце зміни товщини оболонки

Додаткові місцеві напруження в оболонці від згину в перерізі одиничної ширини

В нормах проектування не вказується про необхідність перевірки листових конструкцій на напруження від крайового ефекту, але в багатьох випадках його необхідно оцінювати і враховувати.

Зменшити крайовий ефект можна деякими конструктивними мірами – більш плавним переходом від однієї конструктивної форми до іншої; влаштуванням плавних скосів кромок при зміні товщини листів; використанням марок сталей з гарантією згину в холодному стані, тощо.