Сосуды Напряжения двухосные

Для любой точки сосуда в сечении, проходящем через ось цилиндра (такое сечение называется меридиональным), не возникает касательных напряжений, что следует из симметрии сосуда и нагрузки. Иными словами, для любой точки указанное сечение совпадает с одной из главных площадок. Соответствующее нормальное напряжение обозначим (Уд и назовем окружным напряжением. Из закона парности касательных напряжений следует, что и в сечении, перпендикулярном первому (в поперечном сечении цилиндра), касательные напряжения также отсутствуют, т. е. для любой точки сосуда вторая главная площадка совпадает с его поперечным сечением. Напряжение, действующее в указанном сечении, обозначим и назовем меридиональным напряжением. Третья главная площадка перпендикулярна к двум первым, т. е. касательна к поверхности сосуда, и никаких напряжений на ней не возникает. Таким образом, в любой точке поверхности сосуда возникает двухосное напряженное состояние, при этом базы дат- [c.53]

Рис. 4. Различные случаи растяжения пластины а — одноосное б — двухосное, соответствующее напряженному состоянию стенки сосуда в — двухосное, с равной интенсивностью в каждом направлении

В ряде работ (например, /60/) для оценки свойств сварных соединений в условиях двухосного нагружения использовалось сравнение результатов испытаний образцов на гидростатическое выпучивание и сосудов на внутреннее давление. При этом отмечалось, что даже при подобии напряженного состояния в рассматриваемых объектах наблюда- [c.82]

Этот вопрос представляет значительный практический интерес для специальностей, связанных с химическим и пищевым машиностроением, но и для других машиностроительных специальностей также полезно кратко рассмотреть этот вопрос. Учащиеся получают первичное представление о расчете тонкостенных сосудов, т. е. получают возможность оценивать прочность не только бруса, но и других элементов конструкций. Познакомившись при изучении гипотез прочности с формулами для вычисления эквивалентных напряжений, хотя они ими (речь идет о формулах, в которых Оэкв выражено через главные напряжения) не пользовались, и, привыкнув к формулам для упрощенного плоского напряженного состояния, начинают считать их общими, применимыми во всех случаях. В тонкостенных сосудах они встречаются с другим случаем плоского напряженного состояния (с двухосным растяжением) и получают хорошую иллюстрацию к использованию общих формул [c.218]

В данном случае при использовании в качестве образцов стержней малой толщины (8 мм) практически проявляются только продольные остаточные напряжения. У стенок большей толщины, характерных для сосудов высокого давления, напряженное состояние намного сложнее. Исследования распространения усталостных трещин при двухосном нагружении показали, что и в этих случаях сохраняется преимущественное влияние составляющей остаточных напряжений, перпендикулярной к плоскости трещины. Такой характер развития трещин не должен существенно отличаться от результатов, полученных на образцах. [c.207]

Изгиб дисков, опертых по контуру (рис. 4.60) этот вид испытания создает напряженное состояние, более близкое к тому (двухосное растяжение), которое имеется в баллонах, сосудах, трубах, чем напряженное состояние при одноосном растяжении поэтому результаты такого испытания являются более надежными для суждения о поведении материала в указанных выше изделиях. Разрушение может быть либо пластичным — продавливание диска, либо хрупким — образование радиальных трещин. [c.300]

Перейдем к обзору инженерных конструкций. Наиболее опасными с точки зрения механики трещин следует признать крупные сооружения, имеющие обширные области равномерного распределения напряжений всякого рода строительные оболочки-мембраны, сферические и цилиндрические сосуды под внутренним давлением, сварные корпуса крупных морских судов и т. п. Именно для этих конструкций, в первую очередь, разрабатываются нормы проектирования, гарантирующие от опасности трещинообразования. Вспомним любопытный инженерный прием, когда в условиях простого или двухосного растяжения вместо одного толстого листа используют два-три тонких, имеющих суммарную толщину, равную или даже меньшую, чем исходная. Здесь, в сущности, используется закон увеличения характеристики Кс с уменьшением толщины листа. Рассмотрим другую инженерную проблему определение допускаемого размера какого-либо дефекта внутри крупной металлической отливки или поковки. Речь необязательно идет о раковине или трещине. Последние, кстати, достаточно надежно выявляются современными методами диагностики ультразвуковыми, рентгеновскими, магнитными и др.). С помощью подобного рода аппаратуры могут регистрироваться те или иные нарушения сплошности материала по какому-либо физическому параметру, хотя трещины в обычном понимании нет. Подобные дефекты иногда рассматриваются в качестве трещин в расчетах на трещиностойкость. [c.433]

С целью иллюстрации рассмотрим опять тонкостенный сосуд давления, показанный на рис. 5.6. При действии внутреннего давления в нем возникает двухосное напряженное состояние с компонентой Oi в кольцевом направлении и компонентой в продольном направлении. По результатам элементарного расчета напряжений в соответствии с формулами (5.89) и (5.91) легко определить величину максимального нормального напряжения как функцию внутреннего давления. Можно также взять образец из такого же материала, испытать его на простое растяжение и экспериментально определить величину максимального нормального напряжения Оу, при котором происходит разрушение в опытах на растяжение. Используя основное предположение, из которого исходят все гипотезы разрушения, можно сформулировать следующую гипотезу разрушения сосуда высокого давления, стенки которого находятся в двухосном напряженном состоянии. [c.131]

Каждую серию сосудов изготовляли из одного отрезка горячекатаной трубы (сталь 20). Механические свойства (Рр — максимальное разрушающее избыточное давление Ор —разрушающие кольцевые напряжения при давлении Рр) определяли (табл. 55) испытанием образцов на одноосное растяжение и гидростатическим внутренним давлением (двухосное растяжение) гладкостенных сосудов, изготовленных из отрезка каждой трубы. [c.201]

Испытанием, имитирующим симметричное двухосное напряженное состояние в сосудах с внутренним давлением, является гидравлическое испытание сферических сегментов в специальной [c.219]

Наглядным примером плоского (двухосного) напряженного состояния является напряженное состояние в точках стенок тонкостенных сосудов, подверженных действию внутреннего или внешнего давления. [c.275]

При исследовании напряженного состояния в стенках различных резервуаров исходные напряжения также глав-н ы е. Например, при расчете тонкостенного цилиндрического сосуда, находящегося под действием внутреннего давления газа или жидкости, в первую очередь определяют напряжения по площадкам продольного и поперечного сечений сосуда (рис. 3.4). На этих площадках нет касательных напряжений, т. е. это главные площадки. В точках стенки возникает двухосное растяжение. [c.117]

Несколько десятилетий тому назад концентрацию напряжений в подкрепленных вырезах на корпусах сосудов определяли путем расчета пластин с такими же подкрепленными вырезами, находящихся в том же двухосном напряженном состоянии, что и стенка обечайки или сферической части. Позже было замечено, что такой расчет дает заниженную величину напряжений. Затем была установлена зависимость, указывающая, что величина кд в вырезе на обечайке равна расчетному коэффициенту концентрации напряжений в таком же вырезе на пластине, умноженному на опытный коэффициент кривизны к , [c.10]

Могут возникать напряженные состояния одно-, двух-, трехосные. и различные сочетания от внешней нагрузки и остаточных сварочных напряжений. Например, в штуцерном сварном соединении сосуда, работающего под давлением, двухосное поле остаточных сварочных напряжений сочетается с двухосными напряжениями от внешней нагрузки. В некоторых коррозионно- [c.76]

В тонкостенных элементах" конструкций, например, в пластинках и оболочках, практически двухосное напряженное состояние имеет место также и внутри детали, так как в таких элементах конструкции составляющая напряжения, перпендикулярная поверхности, относительно мала. Третье главное напряжение не может достигать высоких значений в объеме, заключенном между двумя близко расположенными свободными поверхностями. Это положение справедливо также по отношению к тонкостенным оболочкам цилиндрических или сферических сосудов, работающих под давлением. [c.57]

Для тонкостенного сосуда величина внутреннего давления на стенку сосуда обычно не превышает 1—2% от величины напряжений, действующих в плоскости, параллельной касательной к поверхности. Поэтому поле напряжений считают двухосным, распределение по толщине стенки принимают равномерным и расчет на прочность под действием внутреннего давления осуществляют по без-моментной теории. [c.175]

При заданных размерах сосуда величину предельного давления внутри сосуда можно определить подстановкой в соответствующую формулу наибольшего главного напряжения величины Ов материала стенки, определенной при осевом растяжении. Погрешность такого вычисления для большинства материалов составляет не более 15%, за исключением титановых сплавов, для которых различие в прочности при осевом и двухосном растяжении может быть заметно больше [5]. [c.177]

Известно, что с повышением прочности металла его чувствительность к наличию концентратора, как правило, возрастает. Как было показано в главе XII, дополнительное возрастание чувствительности к концентрации напряжений может происходить из-за наличия двухосного поля напряжений, возникающего йри нагружении тонкостенного сосуда внутренним давлением. ЭТИХ условиях использование высокопрочных материалов при [c.549]

Если материал изотропен во всех трех направлениях, то Р = = / = 1. Если материал изотропен в плоскости и анизотропен в направлении толщины, то Р = / 1. У некоторых видов тонколистового проката титановых сплавов анизотропия выражена сильно, сопротивление пластической деформации в направлении толщины значительно больше, чем в плоскости (Р = 7 = 4 7). При двухосном растяжении, например в сферическом или цилиндрическом сосуде давления, металл имеет возможность пластически деформироваться в плоскости листа только при утонении его по толщине. Ввиду большого сопротивления пластической деформации по толщине прочность при таких схемах нагружения заметно возрастает. Так, максимальное окружное условное напряжение в цилиндрическом тонкостенном сосуде давления из титанового сплава с содержанием 5 % А1 и 2,5 % 5п в 1,5 раза выше, чем максимальное условное напряжение при одноосном растяжении. [c.99]

Остсемин A.A. Прочность и напряженное состояние мягкой прослойки в тонкостенном цилиндрическом сосуде при двухосном нагружении // Автоматическая сварка, 1994, N 5-6, с. 18-20. [c.150]

В связи с этим большой интерес представляют исследования, посвященные анализу прочности сварных соединений гфи двухосном нагружении. В частности, в /46/ предложен метод оценки механических свойств сварных соединений тонкостенных сосудов давления путем гидростатического выпучивания атоских образцов и цилиндрических обечаек. закрепленньрс по контуру. Требуемое соотношение компонент напряженного состояния п = 02 / а I в испытываемых образцах достигалось выбором соответствующего контура отверстия в матрице установки. При испытании выпу чиванием образцы располагались таким образом, чтобы шов был симметричен относительно кромок отверстия. Прочность сварного соединения по предлагаемой методике оценивалась косвенно по величине напряжений в основном металле в момент разрушения соединения. [c.82]

Разрушение произойдет в том случае, если расчетная величина (< n)max стенке сосуда высокого давления, находящейся в двухосном напряшнном состоянии, станет равной или превысит разрушаю-ш/ее максимальное нормальное напряжение Оу в опыте на простое растяжение. [c.131]

При двухосном растяжении и соотношении усилий PJPy = = 2,0, что соответствует напряженному состоянию стенок сосудов, наибольпше напряжения действуют в точке пересечения контура отверстия с осью оу (рис. 3.4). При этом в зоне концентрации напряжений (точка Л2) возникают значительные пластические деформации, область которых на рис. 3.4 заштрихована. Интересно, что для образования такой же зоны пластичности при одноосном растяжении требуется нагрузка, примерно на 20% меньшая, чем в дампом случае. С ростом пластических деформации наблюдается сугцественяое (примерно на 20%) снижение коэ фициента концентрации напряжений по сравнению с одноосным растяжением. [c.88]

Упругие решения для определения напряжений, деформаций и перемещений в зонах трещин в связи с возникновением клинообразных областей пластических деформаций на продолжении трещин были использованы в работах М. Я. Леоноиа, В. В. Панасюка, Д. Даг-дейла. При этом влияние пластической зоны на напряжения в упр то-деформированной пластине с трещиной было проанализировано путем введения в рассмотрение условной трещины с длиной, равной сумме длины трещины и размера пластической зоны. Такая модель позволила получить размер пластической зоны и определить перемещения краев трещины, в том числе и в вершине фактической трещины, т. е. раскрытие трещины. На основе этой модели было рассмотрено распределение напряжений и деформаций в пластической зоне, влияние на него упрочнения материала в случае одноосного и двухосного растяжения и изгиба (применительно к пластинам и тонкостенным сосудам) и сформулированы деформационные критерии разрушения в форме критического раскрытия трещин. Более общие аналитические решения задач об упругопластическом де( юрмировании (для любой степени упрочнения в ие-упругои области) предложены в работах Г. П. Черепанова, В. 3. Партона, Е. М. Морозова, Д. Райса. [c.36]

В связи с разработкой норм прочности для аппаратов химического машиностроения широкие исследования малоцикловой прочности при двухосном напряженном состоянии проведены П ] на материалах, типичных для сосудов давления. Круглые пластины i (рис. 31, а) испытывали в условиях переменного циклического изгиба, получаемого за счет гидравлического давления. Рабочую жидкость подают попеременно в обе полости камеры 2. Циклические деформации в центральной зоне пластины непрерывно измеряли с помощью тензодат-чиков, а перемещения, используемые при автоматическом управлении процессом циклического нагружения, определяли с помощью штока 3. Управляющая система обеспечивала испытания материала в жестком режиме циклического деформирования (рис, 31,6), В центре пластины при ее нагружении на каждой из поверхностей возникает двумерное поле деформаций, причем реализуется только случай ра- [c.105]

Сосуды, работающие под давлением, находятся в невыгодном положении в смысле воздюжности возникновения трещин хрупкого разрушения в местах дефектов материала, так как номинальное напряжение в стенке сосуда, как правило, бывает растягивающим и напряженное состояние двухосным. Положение еще ухудшается нз-за наличия кривизны стенки. Для сварных кон-23 я. Немец 353 [c.353]

Работа Весселя не предус.матривала подробного исследования механики разрушения и была направлена на определение допустимости дефектов материала. В результате обработки данных испытаний была введена поправка на двухосное напряженное состояние в стенке сосуда и использована формула Ирвина для несквоз- [c.411]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...