5.4. Выпуклые днища под наружным давлением

Для расчета выпуклых днищ полусферической и эллиптической форм, находящихся под действием давления, равномерно распределенного по наружной поверхности, используется ряд расчетных формул [1]. Допускается применение этих формул для выпуклых днищ сферической формы. В сферических (тарельчатых) днищах поверхность имеет форму сегмента сферы.

При выполнении условий

(5.15)

применимы следующие формулы:

(5.16)

для критического напряжения;

(5.17)

для критического давления;

(5.18)

для допускаемого наружного давления, где — поправочный коэффициент, .

Устойчивость выпуклого днища обеспечена, если выполняется условие (5.8).

5.5. Конические переходы под наружным давлением

Для расчета на наружное давление гладких конических переходов с углом конусности α, удовлетворяющих условиям

; , (5.19)

где D_0m и D_m — средние диаметры оснований конического перехода (D_0m < D_m), мм, используется ряд расчетных формул [1].

При  < 10 конический переход можно считать цилиндрической оболочкой, длина которой равна высоте конуса, а средний диаметр равен диаметру большего основания. Толщину стенки цилиндрической оболочки принимают равной толщине стенки конического перехода.

Критическое напряжение

(5.20)

где С_х определяется по графику на рис 5.1 в зависимости от значения x = D_0m /D_m или по формуле

при 0 < x < 0,8,

где ₁ = 1,098; ₂ = –0,823; ₃ = 16,250; ₄ = = 6,936; ₅ = –6,603.

На границах промежутка

С₀ = 17; С_0,8 = 38.

Критическое давление

(5.21)

Допускаемое наружное давление

(5.22)

Здесь

— поправочный коэффициент, где

Устойчивость конического перехода обеспечена, если выполняется условие (5.8).

6. Расчет на циклическую прочность

6.1. Общие положения

Метод расчета на циклическую прочность применим до температуры T_t [1, см. разд. 3.2] для деталей из сплавов циркония с 1 до 2,5 % ниобия, углеродистых и легированных сталей, коррозионно-стойких аустенитного класса, жаропрочных хромомолибденовых сталей и железоникелевых сплавов.

Определение допускаемого числа циклов по заданным амплитудам напряжений или допускаемых амплитуд напряжений для заданного числа циклов проводится:

1) по расчетным кривым усталости, характеризующим в пределах их применения зависимость между допускаемыми амплитудами условных напряжений и допускаемыми числами циклов;

2) по формулам, связывающим допускаемые амплитуды условных напряжений и допускаемые числа циклов, в случаях уточненного расчета допускаемых числа циклов или амплитуды напряжений или когда расчетные кривые не могут быть применены.

Амплитуда эксплуатационного напряжения не должна превышать допускаемую амплитуду напряжений [_aF], получаемую для заданного числа циклов N. Если задана амплитуда напряжений, то эксплуатационное число циклов N не должно превышать допускаемое число циклов [N₀].

Если процесс нагружения состоит из ряда циклов, характеризуемых амплитудами напряжений (_aF)_i и соответствующими числами циклов N_i, то должно выполняться условие прочности по накопленному усталостному повреждению.

Для углеродистых и легированных сталей в интервале температур от 293 до 623 К (от 20 до 350 С) при  0,7,  450 МПа, Z^T  32 % и Е^T = 195 ГПа расчетная кривая усталости приведена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Расчетная кривая усталости углеродистых и легированных сталей с R^T_{p 0,2} / R^T_m  0,7 до T = 623 K (350 C)

Для сталей аустенитного класса в интервале температур от 293 до 723 К (от 20 до 450 С) при значениях  0,7,  350 МПа, Z^T  45 % и Е^T = 173 ГПа и в других случаях  расчетные кривые усталости подобны.

Расчетные кривые типа изображенной на рис. 6.1 построены с учетом максимальных коэффициентов запаса. Эти кривые допускается использовать при коэффициентах асимметрии цикла напряжений r  0.