2.3 Выбор материала

При создании конструкции одним из определяющих факторов, влияющих на совершенство, является правильный выбор агрегата. При выборе материала необходимо учитывать:

1. Его стоимость

2. Возможность применения в технологических процессах, необходимых при изготовлении деталей заданной конфигурации и габаритных размеров

3. Степень освоения технологических процессов обработки данного материала

4. Возможность использования данного материала в условиях эксплуатации будущей конструкции

5. Удельные прочностные и жесткосные характеристики

6. Усталостные характеристики материала, определяемые скоростью наступления и распространения усталостных разрушений

Критерием, оценивающим способность того или иного элемента конструкции работать на данный вид нагружения, является коэффициент его удельной прочности. Материал выполненный по критерию удельной прочности, еще полностью характеризует массу будущей конструкции, т.к необходимо учитывать ряд технологических ограничений, не позволяющих учитывать полученные по расчету сечения.

Не во всех случаях материал конструкции выбирают из условий прочности. Существует большое число(30%) малонагруженных элементов. Если эти элементы выполнять из высокопрочных материалов, то потребление сечения могут оказаться столь малыми, что их по технологическим соображениям невозможно изготовить. Для этих элементов надо применять легкие алюминевые и магниевые сплавы.

2.4 Прочностной расчет резьбового соединения камеры с дном м115х2

1.4.1 Камера ДП04.01.010 представляет собой сборочную единицу конструктивно состоящую из:

– трубы ДП04.01.006, выполненной из стали 30ХГСА ГОСТ 8731-87;

– сферы ДП04.01.007, выполненной из стали 30ХГСА ТУ 14-1-4118-2004;

– патрубка ДП04.01.008, выполненного из стали 30ХГСА ГОСТ 4543-71.

Соединение элементов камеры ДП04.01.010 производится с помощью сварных швов первой категории с коэффициентом снижения прочности .

1.4.2. Расчёт на прочность камеры ДП04.01.010 проводился численно методом конечных элементов в упругой постановке задачи. Модель включает в себя трубу 11Д834.01.006, сферу 11Д834.01.007 и патрубок ДП04.01.008 и представлена ансамблем 62620 элементов теории пластин и оболочек.

Расчёт проводился в соответствии с расчётными схемами, изображёнными на рисунках 1-2.

Модель представляет собой половину камеры ДП04.01.010, выбранную из условий симметрии по окружной координате. Конструкция нагружена максимальным внутренним давлением (рисунок 1).

1.4.3. Соединение технологической заглушки с трубой 11Д834.01.006 осуществляется посредством резьбового соединения М150х2. Осевая сила действующая на соединение при нагружении конструкции внутренним давлением равна

,

где – диаметр крышки по уплотнению, .

Напряжения среза витков резьбы М150х2 трубы 11Д834.01.006 равны

,

где – внешний диаметр резьбы, ;

– шаг резьбы, ;

– количество витков резьбы, ;

– коэффициент полноты резьбы, ;

– коэффициент, учитывающий неравномерность деформации витков, .

Минимальный коэффициент запаса прочности резьбы М115х2 трубы ДП04.01.006 равен

где – минимальный предел прочности материала трубы ДП04.01.006, с учётом отступления от КД, .

Напряжения в стенке трубы в зоне резьбового соединения М115х2 равны

,

где – угол наклона стороны профиля, ;

– толщина стенки трубы в зоне резьбового соединения М115х2, ;

– средний диаметр трубы в зоне резьбового соединения, ;

– средний диаметр резьбы, ;

– внутренний диаметр резьбы, .

Минимальный коэффициент запаса прочности стенки трубы ДП04.01.006 в зоне резьбового соединения М115х2 равен

Рисунок 1. Расчётная схема камеры ДП04.01.010