Оболочки Несущая способность — Определение

В первой главе рассмотрены задачи нагружения, описываемые в рамках теории случайных величин. Получены удобные для практического применения соотношения для определения размеров поперечных сечений широкого класса элементов конструкций и схем нагружения (стержни, валы, пластины, оболочки и т.п.) при различных комбинациях законов распределения нагрузок и несущей способности. [c.3]

Несущая способность такой оболочки рассматривалась А. А. Ильюшиным [69] на основе условия текучести Мизеса. При определении условия прогрессирующего разрушения вос- [c.196]

Одним из основных при определении несущей способности пространственных конструкций является вопрос о напряженном состоянии и работе сечений в местах образования линий излома и шарниров текучести. В зависимости от принятого в расчете распределения сил в сечении в предельной стадии изменяется расчетная предельная нагрузка. При различных схемах разрушения в предельном состоянии находятся различные сечения конструкций. В одних случаях исчерпывается несущая способность поперечного сечения конструкций в целом, в других — прочность конструкции зависит от несущей способности отдельных ее элементов (полки, ребер, диафрагм и т. д.). По мере исчерпания несущей способности в пространственных конструкциях, как и в плоскостных системах, происходит перераспределение усилий. В большинстве случаев расчет прочности покрытий в виде оболочек тесно связан с выяснением закономерностей перераспределения сил в таких системах. [c.172]

Определение несущей способности оболочки при действии локальной нагрузки, распределенной по периметру окружности или квадратному штампу [c.196]

Рис. 3.16. Определение несущей способности оболочки, выражение Q через М р а — моменты от действия относительно п п б — моменты от относительно Ь—Ь

Пример 2. Определение несущей способности оболочек [11, 12]. [c.215]

Пример 3. Определение несущей способности оболочек с разными радиусами кривизны в двух направлениях [5]. [c.220]

S.3. Определение несущей способности оболочек с перекрестной системой ребер [c.249]

Несущая способность оболочки соответствует минимальной нагрузке при определении ее из уравнения равенства работ всех внутренних и внешних сил, записанного в виде [c.253]

При определении несущей способности оболочки за расчетное принимается минимальное значение нормальных сил в ребре, которые определяются или прочностью ребра в сечении, или значением предельных сил в верхнем шарнире, или прочностью контура. [c.260]

Значения Рпр для разных фж приведены в табл. 3.15. Таким образом, несущая способность сферической оболочки при определении ее кинематическим способом f np = 20595,5 0,991596 = = 20790 Н. [c.287]

Отношение расчетной нагрузки к опытной составляет 20357/22580 = 0,9. Из расчета конической оболочки видно, что при изменении рабочей высоты сечения с 0,26 до 0,3 см несущая способность модели увеличивается примерно на 10%. Таким образом, различие расчетных и опытных разрушающих нагрузок может быть результатом неточности определения рабочей высоты плиты оболочки и неучета в расчете влияния нутов в местах сопряжения ребра с плитой. [c.287]

В цилиндрической оболочке (табл. 1, п. 10) появление пластических деформаций в зоне жесткого кольца не сни кает несущей способности оболочки, и здесь, если материал способен пластически деформироваться, местные изгибные напряжения могут в расчет не приниматься. В этом случае достаточно ограничиться только определением общих напряжений по безмоментной теории и установить по ним условие прочности. [c.177]

В табл. 4 приведены формулы для определения предельных нагрузок, при которых исчерпывается несущая способность пластинок и цилиндрических оболочек постоянной толщины, материал которых не обладает упрочнением [4], [5], [8], [32], [37], [39]. [c.275]

Исследование влияния концентраторов напряжений на несущую способность при совместном воздействии сжатия и нагрева проводилось на оболочках с укладкой слоев варианта IV (см. табл. 7.11), имеющих средний диаметр 796 мм, длину 790 мм, толщину 4,6 мм. Концентраторами напряжений служили сквозные дефекты в виде круглых отверстий диаметром 40 мм и ориентированных нормально к образующей прорезей длиной 60 мм. Что(5ы исключить взаимное влияние, дефекты были расположены диаметрально противоположно и разнесены по образующей на расстояние 125 мм друг от друга. При температурах Т = 293, 373, 443 К было испытано по одной оболочке. Из технологических припусков этих оболочек были изготовлены образцы-свидетели двух типов (рис. 7.13) гладкие (для определения предела прочности углепластика при сжатии) и со сквозной прорезью (для определения [c.295]

Ушаков А.Е., Киреев В.А. Определение несущей способности сжатых углепластиковых оболочек при отсутствии и наличии концентраторов напряжений в условиях воздействия повышенной температуры /Механика композитных материалов. 1988. № 2. [c.388]

Рассмотрены вопросы проектирования оболочечных конструкций минимальной массы, связанные с выбором материалов, расчетных схем, коэффициентов безопасности, критериев эффективности применения материалов. Даны алгоритмы определения параметров конструкций минимальной массы с требуемой несущей способностью. В третьем издании (2-е изд. 1985 г.) исключен устаревший материал, введен новый, в частности, по оболочкам вафельного типа. [c.2]

Оболочки, работающие на устойчивость. Их экспериментальная проверка проводится с целью определения минимального уровня несущей способности конструкции. Для этого должен быть набран достаточный статистический материал по нескольким испытаниям. Случайный характер разброса коэффициентов устойчивости k обусловливает возможность использования в расчетах вероятностных методов, которые позволяют установить с заданной вероятностью реализации минимальное значение к, принимаемое [c.34]

Для оболочек, работающих на устойчивость, анализ экспериментальных данных сводится к определению нижнего уровня несущей способности, который устанавливается - по минимальному коэффициенту устойчивости k, принимаемому для расчета. Заданными данными являются п независимых экспериментов в виде ряда значений разрушающих нагрузок Р%, Pt, Р ,. ... Р и параметры испытанных оболочек. Механические свойства материала устанавливаются по фактическим данным, определенным на нескольких образцах, вырезанных из оболочки. Геометрические характеристики сечения стенки определяются по замерам в нескольких точках на образцах, вырезанных из зон разрушения. За окончательно принимаемую в расчет толщину стенки можно брать среднее значение. [c.36]

Внедрение композитов в тонкостенные несущие элементы конструкций и их широкое использование в разнообразных изделиях современной техники выявили необходимость учета новых факторов и поставили перед учеными и специалистами принципиально новые важные задачи механики как композитных материалов, так и конструкций на их основе. К таким факторам, в значительной степени определяющим несущую способность композитных оболочек, следует отнести резко выраженную анизотропию деформативных свойств армированного материала и его низкое сопротивление трансверсальным деформациям. Классическая теория оболочек пренебрегает такими деформациями, что потребовало отказа от традиционных расчетных схем и разработки уточненных математических моделей деформирования тонкостенных слоистых систем. Поэтому создание новых и развитие существующих уточненных методов расчета слоистых анизотропных пластин и оболочек, их апробация и определение границ применимости является важной и актуальной задачей. [c.5]

Зависимости, установленные в этом и предыдущем параграфах, используются ниже при анализе прочности многослойных армированных оболочек конкретных геометрических форм. Следует иметь в виду, что в результате такого анализа, включающего в себя вычисление нагрузки начального разрушения, определение зоны инициирования разрушения и выявление его механизма, устанавливается лишь нижняя граница предельных нагрузок, достижение которой, вообще говоря, не означает исчерпания несущей способности оболочки. Более того, нагрузка полного исчерпания несущей.способности" слоистой тонкостенной конструкции может существенно превышать нагрузку ее начального разрушения [42 ]. Под исчерпанием несущей способности в [42 ] понимается достижение в процессе нагружения такого состояния оболочки, при котором хотя бы одна компонента тензора мембранной или изгибной жесткости пакета ее слоев обращается в нуль в результате накопления дефектов (растрескивания связующего, расслоений и т.д.) в композитном материале. Обсуждение разработанных в рамках данной концепции расчетных моделей и анализ полученных на их основе результатов представлены в работах [42, 43, 195, 199, 249, 268, 320]. [c.38]

В связи с этим представляется целесообразным построить метод определения деформаций и несущей способности оболочки, учитывающий описанное явление. Введем модель материала, позволяющую учесть разрушение связующего [31]. В соответствии с экспериментальными результатами будем считать, что в момент разрушения связующего лента разделяется на ряд [c.26]

В заключение этой главы рассмотрим напряженное состояние комбинированной цилиндрической оболочки, состоящей из внутреннего металлического слоя, усиленного нитями, намотанными в кольцевом направлении. Конструкции такого рода применяются в качестве баллонов давления и позволяют получить существенное увеличение несущей способности по сравнению с равноценным по весу металлическим баллоном. Расчету таких конструкций посвящено значительное число работ [7, 52, 88, 126, 131], в которых в основном рассматриваются упругие деформации. Некоторые уже исследованные вопросы, связанные, в частности, с определением величины предварительного натяжения стекло-ленты, нуждаются в уточнении. Будем считать оболочку тонкой, радиус кривизны обоих слоев примем равным R. Несущей способностью полимера, связывающего намотанные в кольцевом направлении стеклонити, пренебрегаем. [c.51]

Для оболочек с мягкими прослойками промежуточных размеров (Кр < к < к ) анализ исчерпания несущей способности на основании критериев потери устойчивости их пластического деформирования в процессе нагр> жения существенно усложняется. Фактически процедура учета описанных выше явлений, связанных с эффектом контактного упрочнения мягких прослоек, сводится к предварительному определению кривых v /(k) и S k) либо на основании обработки экспериментальных данных, либо расчетным путем по методикам /77/, после чего по соответ-ств тощим зависимостям /88/ находятся параметры Ер и т, позволяющие оценить предельное состояние конструкций по критериям потери пластической устойчивости. Однако, как будет показано несколько ниже, в целях прощения расчетньЕх методик по оценке нес> щей способности оболочковых конструкций можно пренебрегать данной процедурой уточнения процесса пластической неустойчивости конструкции в процессе их нагружения вследствие ее незначительного влияния на конечный результат. [c.95]

Как было показано на примере анализа предельного состояния тонкостенных оболочек, для оценки несущей способности оболочек давления, ослабленных мягкими прослойками, достаточно знать величину их контак-гного упрочнения и значение параметра (5, характеризующего момент потери пластической устойчивости рассматриваемых конструкций. Применительно к цилиндрическим толстостенным оболочковым конструкциям, нагруженным внутренним или внешним давлением, определение параметра не представляег особых затруднений н может быть осуществлено по методике, изJЮжeннoй в разделе 4.1 [c.210]

На рис. 4.6,а,б приведено сопоставление эпюр напряжений полу ченных численно-графическим методом и подсчитанных с использованием соотношений (4.16) — (4.19). Как видно, имеется удовлетворительное соответствие распределений построенных по обеим мего-дикам расчета, что свидетельствчет о приемлемости подхода представления полей линий скольжения в мягких прослойках, работающих в составе толстостенных оболочек, отрезками циклоид. Кроме того, аппроксимация линий скольжения отрезками циклоид позволяет получить достаточно добные д,чя практического пользования аналитические выражения для оценки напряженного состояния и несущей способности толстостенных оболочковых конструкций. Процедура определения величины предельного перепада давлений (р q) ,ax по толщине стенки оболочковых констр кций, ослабленных продольными мягкими прослойками, сводится к определению средних предельных напряжений а р исходя из V словия их статической эквивааентноети напряжениям Gy [c.220]

Гладкие ОПГК по расходу материалов являются весьма эффективными конструкциями и находят применение в разных областях строительства. Однако методика определения их несущей способности разработана недостаточно. Кроме того, изучение поведения гладких оболочек в предельной стадии является первоочередным звеном исследования более сложных ребристых конструкций. [c.179]

Определение несущей способности оболочек при iV p < Л пр. В случае МпрК пр кинематическая схема в явном виде не проявляется. Так как при разрушении оболочек по сжатой зоне значения фо невелики, то s первом приближении можно принять, что кольцевые нормальные силы в пределах зоны разрушения распределяются по эпюре, близкой к прямоугольной. В этом случае приведенные выше зависимости будут справедлины, однако следует иметь в виду, что N p и N должны быть заменены jV и Л пр. [c.196]

Многоволновые оболочки. В многоволновых системах между оболочками в месте их соединения в середине пролета действуют усилия растяжения, а на приопорных участках — усилия сжатия (см. работу [5], ч. 2). Существенно различаются усилия в нижних поясах диафрагм, занимающих разное положение в покрытии. Опытами установлено, что усилия в нижних поясах многоволновых оболочек примерно в два раза меньше, чем в диафрагмах отдельно стоящих оболочек (см. работу [10], ч. 2). В сечении сопряжения оболочек исчерпание несущей способности арматуры в первую очередь наступит в середине пролета. С увеличением нагрузки участок, на котором усилия в арматуре достигли предельного значения, развивается по направлению к опорам. В запас прочности можно принять, что в предельной стадии существенного перераспределения усилий в сжатой зоне не происходит и центр тяжести этой зоны сечения может быть определен из упругого расчета. При этом плечо пары сил в сечении определится как расстояние от центра тяжести сил сжатия до центра тяжести сил растяжения. Предельный момент в сечении по линии сопряжения оболочек [c.222]

На рис. 3,34 показано распределение деформаций на верхней и нижней гранях ребра. При этом кривые 1 — 3 отражают распределение деформаций на нижней грани ребра соответственно при нагрузках 5, 10 и 15 кН, кривая 6 дает представление о распределении деформаций на нижней грани ребра в упругой стадии при построении этой кривой деформации, полученные при не-больщих нагрузках (800 И), пропорционально увеличены до уровня, соответствующего условной нагрузке (10 000 И). Интересно отметить, что с ростом нагрузки менялось положение зоны, в которой наблюдались наибольшие деформации сжатия нижней грани ребра, — наиболее сжатый участок ребра отодвигался от места приложения силы. Как видно из рис. 3.34, по сравнению с работой конструкции в упругой стадии при нагрузке 15 кН зона наибольшего сжатия ребра переместилась от места приложения силы на 10—15 см, что свидетельствует о перемещении места образования пластического шарнира. Следовательно, назначение размеров зоны разрушения в соответствии с расчетом, принимающим, что материал работает упруго, может привести к неправильному определению несущей способности оболочки. Можно также отме- [c.247]

Цилиндрическая оболочка постоянной толщины под действием краевого изгибающего момента. Этот пример рассмотрен в работах [3, 5] с применением метода упругих решений. В работе [3] при определении несущей способности получено, что все нагруженное сечение переходит в пластическое состояние при величине внешнего момента Л/= v3 = 1,73Жг, где Mj = Ojh 16. В работе [5] вычисления закончены вторым приближением, дающим М = 1,75 Мт Однако при этом модули упругости на краю и отличаются от результатов первого приближения соответ- [c.210]

Как можно видеть, условию текучести могут соответствовать различные комбинации значений внутренних силовых факторов. В соответствии с этим в предельном анализе конструкций говорят о различных пластических режимах работы оболочки. В общем случае, если оболочка находится в предельном состоянии, на разных ее участках мопут реализовываться разные пластические режимы, и одной из основных трудностей решения задач по определению несущей способности оболочек является правильный выбор этих режимов. Общих правил по выбору пластических режимов не существует в каждой конкретной задаче приходится просто перебирать разные варианты комбинаций пластических режимов, проверяя при этом выполнение геометрических условий деформирования оболочки. [c.180]

Очевидно, что лимитирует снижение усилия величина р. Ёсли, например, d/h — S, то р = 0,4896 0,1648. При этом для длинных оболочек /V = 0,88 Ч-0,990, для очень коротких оболочек /V = 0,830,95 соответственно. Таким образом, эффект свободных краев у.оболочек с кольцами при осесимметричном выпучивании почти не проявляется. Так что практически Л/ = 1. Эта формула недостаточна для оценки несущей способности оболочки. При определенных сочетаниях N, t, Р оболочка может быть пластически деформирована задолго до того, как усилие N достигнет единицы. Оболочка теряет несущую способность с образованием осесимметричных складок. [c.111]

В большинстве случаев температура на нижней поверхности оболочек Bbmie, чем на верхней, а температура у ее вершины также выше, чем в торцевой части. Рост температуры вызывает значительное снижение характеристик упругости и прочности. Из-за разности значений коэффициентов линейного температурного расширения материалов слоев стенки и значительных перепадов температур по толщине, обусловленных низкими по сравнению с металлами значениями коэффициентов теплопроводности, в оболочке возникают температурные напряжения. Кроме того, вблизи шпангоута из-за разности значений коэффициентов линейного температурного расширения материалов оболочки и шпангоута возникают температурные напряжения, которые совместно с напряжениями от изгибающих моментов и перерезывающих сил оказывают влияние на несущую способность оболочки. На степень достоверности определения несущей способности оболочки расчетным путем оказывают также влияние значительный разброс характеристик упругости и прочности материалов и случайные (трудно контролируемые) отклонения от принятых технологических процессов изготовления оболочек. [c.352]

Моделирование несущей способности оболочек из композитов. Содержание процесса постановки любой задачи оптимизации состоит в моделировании проектной ситуации и построении модели оптимизации, т. е. включает определение локальных критериев эффективности, формулировку модели проекта и ограничений на варьируемые параметры, а также их последующую формализацию в качестве элементов оптимизационной модели. Формализация модели проектной ситуации означает математически строгое определение связей между параметрами модели проекта и показателями его функциональности и экономичности, выражаемых посредством функциональных зависимостей или соотношений. В задачах оптимизации несущих конструкций функциональные зависимости между параметрами проекта детерминируются расчетными моделями оптимизируемых конструкций и их предельных состояний, подлежащих учету по проектной ситуации, а в случае конструкций из композитов, кроме того, моделями композиционного материала. Упомянутые модели конструкции, ее предельных состояний и материала синтезируются в модели расчета несущей способности конструкции, свойства которой непосредственно определяют размерность частных моделей оптимизации М , а также их качественный характер одно- или многоэкстре-мальность, стохастичность или детерминированность. Таким образом, моделирование несущей способности является одним из важнейших этапов постановки задач оптимизации несущих конструкций, на котором в значительной мере определяются свойства соответствующих оптимизационных моделей, существенные для выбора средств и методов их численной реализации, а также анализа и интерпретации получаемых оптимальных рещений. [c.175]

При испытаниях в зависимости от диаметра центрального отверстия существенно меняется вид разрушения. Для изолированного кольца или кольца, подкрепленного диафрагмой с большим диаметг ром отверстия, несущая способность определяется поломкой системы. Для пластичных материалов этому предшествуют местные пластические деформации. Начиная с определенного диаметра отверстия несущая способность определяется потерей устойчивости сферической оболочки. [c.215]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...