4 Определение напряжений, возникающих в стенках цилиндрической оболочки и различных типах днищ, нагруженных внутренним избыточным давлением по безмоментной теории (вне зоны действия краевого эффекта)
Основные понятия и формулы, по которым определяются напряжения в оболочках, нагруженных внутренним давлением, имеют вид, приведенный в таблице 4 (необходимые данные приведены в приложении Б)
Таблица 4 – Расчетные схемы оболочек и напряжения, возникающие в стенках оболочек
Параметр |
Тип оболочки |
|||
Цилиндрическая |
Эллиптическая (показать полюс и экватор) |
Полусферическая |
Коническая (показать сечение n-n) |
|
Схема оболочки |
|
|
|
|
Схема элемента стенки оболочки |
Напряженное состояние, выраженное через внутренние силовые факторы (рисунок 7)
Рисунок 7 Напряженное состояние, выраженное через напряжения (рисунок 8)
Рисунок 8 |
|||
Вид напряженного состояния
|
|
|
|
|
Радиусы кривизны, rt, rm (показать их на рисунке и написать значения для каждой оболочки)
|
|
|
|
|
Формулы
для расчета напряжений
|
|
- на полюсе
- на экваторе |
|
- максимальные (указать сечение, в котором они действуют)
- в сечении n-n
- минимальные (указать сечение, в котором они действуют)
|
Соотношение между напряжениями и для каждого вида тонкой оболочки |
|
- на полюсе
- на экваторе
|
|
- в сечении n-n
|
Сравнение максимальных напряжений для разных типов оболочек. (Указать , в каких оболочках и в каких поперечных сечениях, при прочих равных условиях, возникают наибольшие и наименьшие напряжения |
|
|||
Методы изготовления оболочек.
|
|
-эллиптической |
-полусферической |
-конической |
Область применения оболочек (с точки зрения диаметра и рабочего давления.) |
|
|
|
|
,
,
(привести
формулы для расчета всех напряжений,
обозначение и названия всех величин)
Методику определения напряжений и проверки прочности цилиндрической оболочки необходимо изучить при решении задачи № 3 (таблица 5) в соответствии с выданным вариантом.
Исходные данные к задаче приведены в таблице 5 (см Отчет о практическом занятии №1, часть 1).
Пример решения задачи представлен в разделе 5.
Задача №3 Определить напряжения в цилиндрической обечайке и днище сосуда для рабочих условий и проверить прочность по третьей теории прочности для исходных данных, приведенных в таблице 5 (см Отчет о практическом занятии №1, часть 1)..
Таблица 5 - Исходные данные и решение задачи №3
Параметр |
Вариант |
Вариант |
Вариант |
Вариант |
Вариант |
||
Марка конструкционного материала |
|
|
|
|
|
||
Расчетное давление для рабочих условий, Рtрас, МПа |
|
|
|
|
|
||
Диаметр внутренний колонного аппарата, DВ, мм |
|
|
|
|
|
||
Исполнительная толщина стенки, Sисп(ГОСТ), мм |
|
|
|
|
|
||
Радиус срединной поверхности, rс.п., мм
|
|
|
|
|
|
||
Допускаемое напряжение при расчетной температуре, [s]t, МПа |
|
|
|
|
|
||
Меридиональное напряжение в стенке цилиндрической обечайке, sm, МПа |
|
|
|
|
|
||
Кольцевое (окружное, тангенциальное) напряжение в стенке цилиндрической обечайке, st, МПа |
|
|
|
|
|
||
Максимальное меридиональное напряжение в днище, МПа |
|
|
|
|
|
||
Максимальное окружное напряжение в днище, МПа |
|
|
|
|
|
||
Радиальное напряжение, sR, МПа |
|
|
|
|
|
||
Эквивалентное напряжение, условие прочности (по 3-й теории прочности), sэкв, МПа |
|
|
|
|
|
||
Проверка прочности, sэкв ≤ [s]t |
|
|
|
|
|
||
Вывод (сравнение напряжений для различных исходных данных)
|
|
|
|
|
|
||