ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчет типовых сварных конструкций турбин из "Сварные конструкции паровых и газовых турбин " В соответствии с общими положениями расчета сварных соединений в машиностроении, при анализе прочности сварных конструкций могут быть в значительной степени использованы общие методы расчета, основанные па формулах теории упругости или теории пластичности. [c.66] В связи с наличием огромной литературы, посвященной этим вопросам, мы ограничимся здесь лишь указанием некоторых работ, посвященных расчетам основных конструкций, характерных для энергетических машин. [c.66] При проектировании наиболее распространенных типов сварных конструкций турбин (трубопроводов, сосудов, работающих под давлением, и т. п.) должны учитываться требования соответствующих правил Госгортехнадзора Г47], [48]. [c.66] Сосуды, работающие под давлением. Существуют различные подходы к расчету прочности сосудов, работающих под давлением. Если материал сосуда достаточно пластичен и не подвергается охрупчиванию, а эксплуатация конструкции происходит в условиях спокойной нагрузки, без вибраций или многократных циклических колебаний, то наиболее подходящей основой для оценки прочности следует считать принцип предельных нагрузок. Этот принцип положен в основу норм расчета резервуаров, принятых в настоящее время в энергомашиностроении [57], а также в ряде других отраслей машиностроения [58]. [c.67] Диафрагмы паровых турбин. Обычно в задачу расчета сопловой турбинной диафрагмы включается определение напряжений во всех ее элементах (теле, ободе, лопатках) и максимальных прогибов. Как показали многочисленные исследования, наиболее рациональной схемой для расчета прогибов диафрагмы и напряжений в теле и ободе следует считать сплошную полуколь-цевую пластину. Соответствующий метод расчета изложен, например, в [59]. Он удовлетворительно согласуется с экспериментальными данными [60], но, естественно, не дает возможности определить напряжения в лопатках. Определение последних связано с большими трудностями, которые частично преодолены в работе [61]. [c.67] Поскольку указанные методы расчета не позволяют вычислить местные напряжения в элементах сварного соединения, выбор размеров и типов сварных швов обычно основывают на эмпирических данных [62]. Отдельные соображения о работе сварных швов диафрагм изложены в главе VIII. [c.67] Сварные роторы. Расчет сварного дискового турбинного ротора обычно условно разделяют на расчет диска и расчет обечаек. При этом расчет диска может быть выполнен любым из существующих способов. Вопросы расчета обечаек менее изучены по-видимому, в ряде случаев такой расчет можно основывать на уравнения теории цилиндрических оболочек. Приближенное решение, основанное на этой схеме, изложено, например, в книге [63]. [c.67] Трубные доски. Анализ напряженного состояния трубной доски представляет собой исключительно сложную расчетную задачу, и, хотя в этом направлении проводятся многочисленные исследования, окончательные рекомендации по расчету этих элементов пока еще не разработаны. Основным фактором, определяющим прочность большинства конструкций, является, очевидно, поддерживающее влияние трубок. С другой стороны, необходимо тщательно учитывать ослабление доски отверстиями и условия ее закрепления. Расчетные схемы, включающие эти соображения, рассматривались в работах [64], [65]. Результирующие методы расчета в известной степени имеют условный характер, поскольку позволяют определить лишь некоторые осредненные значения напряжений. [c.67] Сварные конструкции из разнородных материалов. Напряженное состояние сварных конструкций из разнородных материалов характеризуются рядом особенностей, приведенных в п. 5 главы II, которые не охватываются обычными методами расчета. При расчете указанных конструкций, работающих при высоких температурах и ее циклических изменениях, должны учитываться внутренние напряжения, вызванные разностью коэффициентов линейного расширения свариваемых деталей. [c.67] При дальнейшем охлаждении обод переходит в упруго-пластическое состояние, расчет которого рассмотрен в работе [46J. Таким образом, при полном охлаждении диска в нем будут иметь место остаточные деформации и напряжения, которые могут быть как упругими, так и упруго-пластическими. Как показали экспериментальные исследования [66 ], эти напряжения не снижают прочности диска и даже оказывают некоторое благоприятное воздействие, поскольку максимальные рабочие напряжения (обычно имеющие место в центральной зоне диска) при этом несколько снижаются (см. фиг. 77). [c.68] При наличии остаточных пластических деформаций возрастает значение цикличности нагружения диска. Эти вопросы для диска произвольного профиля рассмотрены в работе [67], где выведены условия, определяющие допустимые колебания нагрузки. Использование электронных вычислительных машин для расчета разнородных дисков описано в работе [68 ]. Отметим также работу [69], посвященную преимущественно экспериментальному исследованию разнородных турбинных дисков. [c.68] Если напряжения достигнут предела текучести, то труба перейдет в упруго-пластическую стадию. [c.69] Если происходит дальнейшее охлаждение, то пластическое состояние распространяется от стыка вглубь аустенитной части трубы. [c.69] Не останавливаясь здесь на изложении упруго-пластического расчета, отметим лишь, что остаточные напряжения при полном охлаждении во многих случаях благоприятны для прочности, поскольку противоположны по знаку температурным напряжениям, возникающим при нагреве трубы в процессе эксплуатации. Исключение может представить случай многократного циклического нагружения значительной интенсивности, однако поведение трубы в этих условиях пока еще нельзя считать достаточно изученным. [c.69] Имеются упрощенные методы расчета напряженного состояния в сварных стыках труб из разнородных сталей 170]. [c.69] Вернуться к основной статье