Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Прочностные_расчеты_Лекции .doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
1.2 Mб
Скачать

6.2 Расчет на устойчивость оболочек, сжатых осевыми силами. Применение колец жесткости

При расчете на устойчивость цилиндрических оболочек, сжатых осевыми силами, критические напряжения, при которых оболочка теряет устойчивость, определяют по формуле:

(6.25)

Схема нагружения оболочки, сжатой осевыми силами, показана на рисунке 6.4.

Рисунок 6.4 – Схема нагружения цилиндрической оболочки, сжатой

осевыми силами

Подставляя в формулу (6.25) значение коэффициента Пуассона для сталей (μ = 0,3), получим расчетную формулу инженерного вида:

(6.26)

Вводя в уравнение (6.26) предусмотренный ГОСТом коэффициент запаса устойчивости (m = 2), получим расчетное выражение для допускаемого напряжения:

(6.27)

Расчет на устойчивость сферических и конических оболочек выполняется по аналогичной методике с использованием особенностей рассматриваемой конструкции.

Исследованиями установлено, что при потере устойчивости сферических оболочек в них возникают сравнительно мелкие вмятины и напряжения в момент потери устойчивости равны напряжениям в цилиндрической оболочке, сжатой осевыми силами. То есть:

(6.28)

Для сферы:

Тогда: откуда: (6.29)

Подставляя значение критического давления (формула 6.29) в уравнение (6.28), получим формулу для расчета критического давления:

(6.30)

Если принять μ = 0,3, то окончательное выражение будет иметь вид:

(6.31)

Для эллиптических оболочек в расчетную формулу критического давления вводится дополнительный коэффициент (КЭ), учитывающий форму днища.

(6.32)

где КЭ = 0,85  1,0 – коэффициент эллиптичности днища.

При расчете конических оболочек для определения критического давления применима формула:

(6.33)

Применение колец жесткости позволяет сохранить форму оболочки при минимальной ее толщине.

Чем короче оболочка, тем она оказывается более жесткой, поэтому более рационально не наращивать толщину стенки оболочки, а уменьшать её длину за счёт применения колец жесткости. Схема расположения колец жесткости на корпусе оболочки показана на рисунке 6.5.

Рисунок 6.5 – Схема расположения колец жесткости

Выполняется расчет на прочность самого кольца жесткости. При этом считается, что на кольцо действует нагрузка, приходящаяся на поверхность между двумя соседними кольцами.

В момент потери устойчивости критическая распределенная нагрузка определяется по формуле:

н/м, (6.34)

где: – площадь поверхности между кольцами.

В расчёт на прочность вводится допускаемое давление:

(6.35)

где m – коэффициент запаса устойчивости оболочки.

Тогда уравнение (6.34) принимает вид:

(6.36)

Тогда критическое давление можно определить по формуле:

(6.37)

Допускаемое рабочее давление с учетом коэффициента запаса устойчивости оболочки будет равно:

(6.38)

ЛЕКЦИЯ 7. РАСЧЕТ БЫСТРОВРАЩАЮЩИХСЯ

ДИСКОВ

Цель лекции: освоение методик расчета на прочность быстровращающихся дисков, а также методик определения их габаритных характеристик и предельных скоростей вращения.