Оболочки Расчет при деформациях упругопластических

С использованием изложенного метода выполнен расчет амплитуд циклических упругопластических деформаций в наиболее нагруженной зоне гофрированной оболочки для всех типов испытанных металлорукавов. При этом получена единая кривая усталости металлорукавов (рис. 4.2.4, а, точки 1). Отсюда следует, что и для металлорукавов ответственными за разрушения являются упругопластические деформации в наиболее нагруженной зоне гофров при малоцикловом нагружении. Разрушение металлических рукавов происходит вследствие развития трещины в окружном направлении во впадине гофров в зоне максимальных упругопластических деформаций (рис. 4.2.5). [c.192]

Указанные выше и аналогичные им изменения формул упругого расчета учитываются при упругопластическом расчете. Диаграмма деформирования задается в виде кусочно-ломаной линии координатами точек перегиба. По разработанной программе были выполнены упругопластические расчеты оболочек и пластин, позволившие оценить для предлагаемого метода точность получаемых результатов и скорость сходимости последовательных приближений. Нагрузки на оболочки увеличивались от соответствующих моменту появления пластических деформаций до удвоенных, при которых наиболее напряженное сечение детали или большая его часть переходят в чисто пластическое состояние. В приведенных ниже примерах принималась диаграмма деформирования без упрочнения, дающая наихудшие условия для сходимости последовательных приближений, так как при идеальной пластичности функции E z)jE отличаются от 1 больше, чем в других возможных случаях упрочнения. В качестве критерия скорости сходимости последовательных приближений рассматривались последовательные уточнения значений перемещений и усилий, модулей упругости и а также величин максимальной и мини- [c.208]

Цилиндрическая оболочка постоянной толщины под действием кольцевой перерезывающей нагрузки. Этот пример рассмотрен в работе [3] с применением метода упругих решений и в работе [4] сведением дифференциального уравнения изгиба оболочки к интегральному. Случай нагружения является для расчета невыгодным, так как за счет резкого изменения сил и моментов по длине сходимость процесса ухудшается [4]. Вследствие симметрии рассматривается одна половина оболочки. Поскольку упругопластический расчет оказывается существенно сложнее упругого, в обоих решениях использованы упрощающие приемы. Примененные методы требуют задания краевых условий в перемещениях для участка длиной /т, ограниченного областью упругопластических деформаций. Поэтому из интервала интегрирования исключено нагруженное сечение с при- [c.209]

При упругопластическом расчете рассматриваемым методом не имеется никаких отличий по сравнению с обычным упругим расчетом. На начальном краю задается перерезывающая нагрузка и нулевой угол поворота. Результаты четвертого приближения показывают, что пластические деформации охватывают все нагруженное сечение при нагрузке Р= 1,95 Р , незначительно отличающейся от величин, полученных в работах [3,4]. Прогиб упругопластической оболочки в 1,06 раза больше прогиба упругой оболочки при той же нагрузке. Остальные результаты приведены в табл. 7.2. [c.210]

Вместе с тем установлено, что в реальных конструкциях в зоне примыкания патрубка пластические деформации возникают при весьма низких номинальных напряжениях, составляющих примерно 0,2от- Поэтому для определения фактических внутренних усилий в этой зоне необходимо проведение испытаний крупномасштабных моделей, выполненных из натурного материала и нагруженных в упругопластической области. Кроме того, как отмечалось выше (см. гл. 1, 2, 3), для уточненных расчетов малоцикловой прочности необходимо учитывать кинетику деформированного состояния расчетных сечений при повторном нагружении. Для неосесимметричных задач теории оболочек перераспределение упругопластических деформаций на каждом цикле нагружения может быть изучено в настоящее время преимущественно экспериментальным путем. Проведение таких экспериментальных исследований сопряжено с измерением полей упругопластических деформаций, характеризующихся значительным градиентом при этом возникает необходимость измерения и регистрации больших пластических деформаций в процессе циклов нагружения и малых упругих деформаций при разгрузке. Из известных методов измерения полей упругопластических деформаций на плоскости обычно используются методы оптически активных покрытий, муаровых полос и малобазные тензорезисторы. [c.139]

Определяемые при поверочном расчете напряжения с учетом местных изгибных напряжений от краевых сил и моментов существенно выше мембранных. Поэтому получающиеся по упругому расчету напряжения о и их интенсивности Ог в зонах краевого эффекта, таких, как жесткая заделка, сопряжение оболочки с плоским днищем, места приложения сосредоточенных нагрузок и т. п., могут значительно превышать предел текучести даже без учета местного повышения напряжений в местах их концентрации. Так, в жесткой заделке цилиндрической оболочки 6% вдвое выше, чем в гладкой части и превышает Ст прй давлениях р и Рг соответственно в 1,16 и 1,44 раза. Найденные в результате упругого расчета перемещения и деформации, необходимые для оценки прочности и работоспособности конструкции, оказываются ниже действительных, определенных по упругопластическому расчету, а жесткость при растяжении и изгибе — завышенной. Исходя из упругого расчета Це представляется возможным отгнить возникающую погрешность в определении наибольших деформаций в упругопластических зонах конструкций. [c.122]

Несмотря на значительные достижения теории пластичности и методов упругопластического расчета деталей при статических и циклических нагрузках [3, 4], методы расчета сложных конструкций при наличии в них зон упругопластических деформаций для более широкого их. применения в инженерной практике развиты недостаточно. Это относится не только к методам, требующим учета процессов сложного нагружения, деформационной анизотропии, трехмерности напряженного состояния и т.д. [51, но и к методам, основанным на теории малых упругопластических деформаций при наличии кинематических гипотез типа гипотез прямых нормалей в теории оболочек и пластин, принимаемых обычно в случае упругого деформирования для обширного класса задач [3,. 6—8]. [c.123]

При рассмотренном уровне нагрузок, примерно вдвое превышающем нагрузки, соответствующие нaч лy текучести в зонах краевого эффекта, погрешность упругого расчета составляет для перемещений до 10%, для максимальных деформаций — до 25%, В зонах концентрации, таких, как отверстие в растягиваемой пластине, погрешность определения деформаций. может быть выше. Для указанного уровня нагрузок в оболочках зона упругопластических деформаций не превышает нескольких толщин оболочки. [c.132]

Расчет цилиндрической оболочки при упругопластических деформациях, Расчет может быть проведен по методу переменных параметров упругости. [c.430]

Представительными в этом отношении являются результаты упругого и упругопластического анализа модельного цилиндрического обо-лочечного корпуса с фланцами (рис. 2.45, а), находящегося под действием температурной нагрузки (см. гл. 4). Расчеты полей температурных напряжений и деформаций в физически линейной и нелинейной постановке дая оболочечного корпуса (й/Л = 0,0215 R = 12 мм /г = 1,5 мм) выполнены с помощью МКЭ. Результаты расчета показателя п для разных точек наиболее нагруженной переходной от фланца к оболочке зоны модельного корпуса приведены на рис. 2.45, б и 2.46. Анализ кривых на рис. 2.45, б и 2.46 показывает, что при упругопластическом деформировании (Оу > 1) в переходных зонах, примыкающих к внешней (й > 0,5) и внутренней (А < 0,5) цилиндрическим поверхностям, реализуются существенно неодинаковые режимы деформирования. Сплошная кривая для и < 1 соответствует более мягким условиям деформирования, штриховая кривая для и > 1 — более жестким. [c.99]

Численное решение задачи об определении НДС гофрированной оболочки в упругопластической стадии нагружения при нормальных и повышенных температурах с учетом температурно-временньк эффектов при вьвдержке является сложной и достаточно громоздкой процедурой, реализуемой на ЭВМ с привлечением большого банка исходных данных. На практике применяют инженерные методы расчета, основанные на использовании упрощающих схем решения и обеспечивающие удовлетворительную точность оценки рассчитываемых параметров и достаточную обоснованность инженерных решений. Один из них основан на использовании единой зависимости относительного перемещения полугофра X = Х/Л от относительной максимальной упругопластической деформации е = е/е , возникающей в наиболее нагруженной точке полугофра (рис. 3.21, б) [c.158]

Результаты исследований НДС в зависимости от разностенности сильфона приведены на рис. 3.24. Расчет сильфона со стенкой постоянной толщины показывает, что уровень упругопластических деформаций существенно зависит от толщины стенки, хотя характер распределения деформаций вдоль меридиана при этом не изменяется (см. рис. 3.24, а). Однако непостоянство толщины стенки в меридиональном направлении (табл. 3.3) существенно влияет на деформавди в опасных точках и распределение деформаций вдоль меридиана гофрированной оболочки (см. рис. 3.24, б). Выявлены следующие закономерности происходит выравнивание поля деформаций в криволинейной зоне на внешней поверхности (см. рис. 3.24, а и кривые /, II на рис. 3.24, б) наиболее опасная точка смещается на внутреннюю поверхность, криволинейного участка гофра (кривая III). При этом разница деформаций достигает 30 %. [c.161]

Важно также подчеркнуть, что, как и при расчете цилиндрического корпуса, кинетика изменения параметров процесса циклического упругопластического деформирования в опасной зоне сферического корпуса исключает возможность достоверной оценки малоцикловой долговечности без поциклового суммирования долей усталостных и квазистатических повреждений. Например, при определении малоцикловой долговечности по базовой кривой усталости при = 800 °С и деформациях 0,66 и 0,72 %, найденных в результате упругого расчета (для первого цикла нагружения) по теории оболочек и с помощью МКЭ, получены значения долговечностей (Л Р = 684 и Л Р = 533 соответственно), в 3 - 4 раза превышающие аналогичные результаты (Л = = 180 190 240) стендовых термоциклических испытаний. [c.256]

При разрушении сферического корпуса под действием термоцик лической нагрузки в режиме стендовых испытаний в зоне концентра ции напряжений (в переходной от фланца к оболочке зоне) появля ется магистральная трещина и существенно изменяется радиус оболоч ки вблизи указанной зоны. Изменение формы свидетельствует о накоп лении необратимых деформаций. Характер развития макро- и микро трещин в зоне развитых упругопластических деформаций на внутрен ней поверхности сферического корпуса свидетельствует о наличии значительных квазистатических повреждений, что подтверждается расчетом. [c.257]

Расчеты по методу конечных элементов для упругой модели материала находятся в хорошем соответствии с расчетами для упругопластического материала. Следовательно, общая де< рмация фланца слабо зависит от локальной пластической деформации поверхностей прокладки. Несмотря на очевидное общее преимущество расчетов на основе метода конечных элементов, они не дают существенно лучшего согласия с экспериментом по сравнению с приближенным методом расчета по теории оболочек и колец. В частности, эти методы дают близкие значения средних поворотов нижнего и верхнего фланцев, удовлетворительно согласующиеся с экспериментальными данными. При расчете на внутреннее давление приближенный расчет неплохо описьгаает экспериментальные результаты по относительному проскальзьшанию колец и хуже — по радиальному смещению. [c.154]

В большинстве работ, посвященных теории больших прогибов, рассматриваются оболочки и пластинки постоянной толщины при упругих деформациях. В этих работах использованы вариационные методы (метод Бубнова—Галеркина, метод Ритца и др.) [76, 80, 1б4]. Для решения при нагрузках различного вида и граничных условиях необходим большой объем вычислений. Разложение функции прогиба в ряд и удержание ограниченного числа членов приводит к потере точности. Для расчета пологой оболочки переменной толщины при произвольной осесимметричной нагрузке следует применять численные методы. В настоящем параграфе алгоритм расчета строится на методе интегральных уравнений. Параметры упругости полагаются переменными, что позволяет в дальнейшем использовать это решение для рассмотрения упругопластического состояния материала диска. [c.40]

Такая приближенная инвариантность зависимости перемещений от деформаций в безразмерных координатах справедлива, конечно, лишь в ограниченном диапазоне параметров оболочек, соответствующем области широко применяемых типоразмеров сильфонных и торообразных компенсаторов. Эта зависимость позволяет для данного материала и типа компенсатора органичить расчет в упругопластической области лишь каким-либо одним смещением и одним типоразмером, при этом, однако, нужно иметь в виду, что для получения упругого перемещения, соответствующего достижению предела текучести, расчет оболочки в упругой области нужно проводить для каждого рассматриваемого случая. При этом могут быть использованы уравнения [c.399]

При исследовании деформаций больших фланцев сосудов высокого давления в качестве основных расчетных элементов при составлении расчетной схемы фланца используют оболочку, жесткое кольцо балку. При нагружении таких сосудов типичной является ситуация, когда на узкие грани фланцев, сжимающие прокладку, действует со стороны прокладки момент сил реакции, довольно большой по сравнению с моментом от со-единительньцс шпилек, и поэтому требуется точно знать распр еделение сил реакции по радиусу. Расчетная схема, использующая оболочечйый элемент, позволяет приближенно учесть этот факт. Но есть еще однО обстоятельство, которое не учитывается при использовании указанного набора базисных элементов ), — это пластическая деформация прокладки. Из-за нее расчеты, основанные на линейно-упругой модели материала, могут стать неэффективными с другой стороны, применение базисного элемента в виде жесткого кольца может внести неточность в описание общего упругого поведения колец фланцев. Настоящая глава посвящена выяснению этих вопросов. С этой целью в ней проанализировано поведение узких фланцев двух разновидностей, типичных для фланцев реакторов с водой под давлением (ВВЭР), при помощи метода конечных элементов (упругих и упругопластических). Результаты расчетов сравниваются с вычислениями по расчетной схеме, использующей упомянутые выше базисные элементы, и с экспериментальными результатами. Экспериментальные данные о локальных деформациях прокладки получены с помощью специального оптического устройства, луч которого пропускался через канал для определе ния утечки во фланце силового корпуса ВВЭР. Для определения поворотов фланцев применялись тензодатчики, расположенные на силовых корпусах ВВЭР кроме того, датчики были наклеены и на шпильках. [c.9]

Если в упругом расчете однородная оболочка или пластина является одним элементом в последовательности элементов, то при наличии в ней упругопластической воны она является неоднородной, так как в зависимости от достигнутого уровня пластических деформаций меняются упругие параметры в сечении. Поэтому дополнительно к информации о геометрии конструкции задается число разбиений однородных элементов в упругопластической зоне на короткие участки длиной 0,1—0,2/г, в пределах которых упругие параметры считаются в каждом приближении постоянными. Так как предполагается, что протяженности, этой зоны невелика, коэффициент Пуассона принимается в ней равным 0,5, как и в чистопластических зонах. В п-м приближений по известным из предыдущего приближения для каждого элемента модулям упругости и определяются переменные по толщине напряжения ( , (У , интенсивность напряжений сГ = [c.125]

Указанные выше и аналогичные им изменения формул упругого расчета были введены в АЛГОЛ-программу расчета для ЭЦВМ, приведенную в работе [9]. Диаграмма деформирования задается в виде кусочно-ломаной линии координатами точек перегиба. По этой программе были выполнены упругопластические расчеты оболочек и пластин, позволившие оценить для предлагаемого метода точность получаемых результатов и скорость сходимости последовательных приближений. Нагрузки на оболочки увеличивались от соответствующих моменту появления пластических деформаций до удвоенных, при которых наиболее напряженное сечение детали или большая его часть переходят в чисто пластическое состояние. В приведенных ниже примерах принималась диаграмма деформирования без упрочнения, дающая паихудшйе условия для сходимости последовательных приближений, так как при идеальной пластичности функции Е (г)/ отличаются от 1 больше, чем в других возможных случаях упрочнения. В качестве критерия скорости сходимости последовательных приближений рассматривались последовательные уточнения значений перемещений и усилий, модулей упругости а также величин максимальной и минимальной деформаций в наиболее напряженном Сечении. Число выполненных последовательных приближений во всех рассмотренных случаях не превышало 4—5, так как при этом указанные уточнения составляли около 1%. В таблице приведены величины нагрузок, модулей упругости максимальной интенсивности деформаций вг тах, размер зоны пластичности 4. [c.127]

В первом разделе рассмотрены основные законы и общие уравнения механики твердого деформируемого тела, применяемые в теории пластичности и ползучести. Особое внимание уделено теориям полей напряжений и деформаций, а также векторному представлению процесса нагружения в точке упругопластически деформируемого тела как в пространстве напряжений, так и в пространстве деформаций. Приведены основные законы и уравнения теории пластичности, показано их применение при решении краевых задач. Обобщены методики приложения теории пластичности к расчету на прочность стержней и стержневых систем, цилиндров, оболочек дисков и пластин. Рассмотрено предельное состояние элементов конструкций. [c.12]

Если требуется получить информацию о поведении оболочки в процессе нагружения, то следует иаряду с пластическими учитывать также и упругие деформации (необходимость в более глубоком упругопластическом анализе может возникнуть, например, для расчета прогибов оболочки при приближении к предельному состоянию, при анализе температурных напряжений и в ряде других случаев). Учет упругих деформаций приводит к упруго-идеально-пластической модели оболочки. [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...