6 Расчет толщины стенки цистерны

Толщина стенки цистерны, изготовленной из металла с относительным удлинением δ 22 по ГОСТ Р 50913-96 [5] равна, мм:

, (22)

где – толщина стенки цистерны;

относительное удлинение данного металла, %.

Для определения найдем эквивалентный диаметр цистерны, м:

(23)

_{Так как диаметр более} 1,8 м, принимаем раной 6 мм.

Толщина стенки цистерны:

.

Следовательно, принимаем толщину стенки =6 мм.

7 Расчет основных нагрузок

Кольцевые напряжения от внутреннего давления, МПа:

₍₂4)

Растягивающие напряжения для сечения, перпендикулярного оси цистерны, МПа:

(25)

Напряжения изгиба от действия распределенной нагрузки, кПа:

, (26)

где – максимальный изгибающий момент в сечении цистерны, кН м;

– момент сопротивления изгибу, м³.

Максимальный изгибающий момент, кН м:

, (27)

где – распределенная нагрузка, кН/м.

Распределенная нагрузка, кН/м:

, (28)

где – масса цистерны, кг.

Принимаем .

Максимальный изгибающий момент:

Момент сопротивления изгибу, м³:

(29)

Напряжения изгиба от действия распределенной нагрузки:

8 Приведенное напряжение изгиба

Приведенное напряжение изгиба, МПа:

, (30)

где – суммарное напряжение изгиба в нижней части цистерны, МПа;

– суммарное напряжение изгиба в верхней части цистерны, МПа.

Суммарное напряжение изгиба в нижней части цистерны, МПа:

(31)

Суммарное напряжение изгиба в верхней части цистерны, МПа:

Приведенное напряжение изгиба:

Для обеспечения прочности цистерны должно выполняться неравенство:

(32)

Условие выполняется.

Растягивающие напряжения в днище цистерны, МПа:

, (33)

где – толщина днища, м.

Сила давления жидкости на днище цистерны при торможении, Н:

, (34)

где –сила давления жидкости, МПа;

– полная масса цистерны, кг.

Для расчетов принимаем МПа.

Полная масса цистерны, кг:

(35)

Сила давления жидкости на днище цистерны при торможении:

Среднее давление на поверхность днища при торможении, МПа:

(36)

Растягивающие напряжения, возникающие в днище при торможении, МПа:

(37)

Максимальное напряжение в днище цистерны, МПа:

(38)

Условие прочности:

(39)

Условие выполняется, так как наибольшее растягивающее напряжение при повороте транспортного средства меньше предельно допустимого.