Устойчивость оболочки сварных конструкций

Деформации потери устойчивости. Эти деформации вызываются сжимающими напряжениями, образуемыми в процессе нагревания и остывания свариваемых деталей. В стержнях, пластинках, оболочках, обладающих малой жесткостью, сжимающие напряжения могут оказаться критическими и вызвать потерю устойчивой формы равновесия. Вопрос потери устойчивости тонкостенных элементов в процессе сварки теоретически и экспериментально изучается. Все указанные выше деформации имеют место в процессе нагревания деталей. При этом деформации непрерывно изменяются в функции времени и называются температурными. Наибольший интерес для практики представляют остаточные деформации, которые образуются в сварных конструкциях после полного их остывания. [c.131]

Как было показано в предыду щем разделе, для оценки несущей способности механически неоднородных сварных соединений оболочковых конструкций достаточно знать величины коэффициента контактного упрочнения мягких прослоек в условиях их двухосного нагружения и параметра 3 , характеризующего несущую способность оболочек давления по моменту потери их пластической устойчивости. [c.111]

Тонкостенные оболочечные конструкции широко используются в аэрокосмических аппаратах, объектах транспортного и химического машиностроения, строительных сооружениях, подвергаясь в процессе эксплуатации комбинированному воздействию внешних сил. При достижении некоторого критического уровня нагрузок они теряют устойчивость. Обладая легкостью, пространственная тонкостенная система — оболочка представляет собой исключительно жесткую конструктивную форму. При ее расчете и проектировании приходится учитывать влияние ряда технологических и конструктивных факторов качество изготовления, отклонения оболочки от теоретических обводов, несовершенство формы в районе сварных швов или конструктивных надстроек. Все они, как правило, учитываются соответствующим выбором коэффициентов устойчивости k. Учет всех факторов представляет весьма сложную задачу, поэтому на практике несущая способность конструкций устанавливается испытаниями натурных образцов. При проектировании же коэффициенты устойчивости принимаются по имеющимся в опубликованных работах рекомендациям или статистическим данным испытаний аналогичных конструкций. [c.42]

Расчетные схемы, выходящие за рамки общетехнических и свойственные только конкретно взятой области техники, рассматриваются в разделах инженерной механики, название которых начинается со слов Строительная механика... , например, строительная механика сооружений, строительная механика сварных конструкций, строительная механика корабля, самолета и т. д. Эти дисциплины посвящены в основном развитию эффективных методов анализа специфических расчетных схем. Так, например, в строительной механике самолета рассматриваются вопросы устойчивости пластин, подкрепленных оболочек и других тонкостенных элементов. В строительной механике сооружений большое место занимают специальные воиросы раскрытия статической неопределимости рам и стержневых систем. Словом, строительная механика любого профиля может рассматриваться как специализированное сопротивление материалов, изложенное в духе определенной отрасли техники. [c.6]

Модели цилиндрических оболочек из белой жести, подкрепленные кольцевым набором, применяются для испытаний на устойчивость при внешнем давлении. Известны эксперименты, проводившиеся с целью выявления влияния на устойчивость расположения шпангоутов относительно срединной поверхности, жесткости шпангоутов на кручение, осевых сил и других факторов. В этих экспериментах обшивка оболочек (рис. 11.4) имела толщину h = 0,34 мм. Средние значения предела текучести и временного сопротивления материала составляли — 200 МПа, Og = = 280 МПа. Диаметр цилиндра варьировался в пределах 100— 140 мм, длина в интервале 180—300 мм. Для подкрепления оболочек применялись уголковые профили 4x3x0,34, 6x3x0,34 и шпангоуты таврового сечения из двух уголков 4x3x0,34, соединенных стенками. Описание технологии изготовления моделей оболочек из жести и результаты испытаний на внешнее давление приведены в работе [3]. В этой же работе содержатся примеры использования тонкостенных металлических сварных моделей для исследования устойчивости и несущей способности таких судовых конструкций, как палубные перекрытия, гофрированные переборки, двутавровые и коробчатые балки, подкрепленные панели. [c.258]

Геометрические несовершенства представляют отклонения поверхности оболочки от теоретического контура, которые могут быть направлены в наружную или внутреннюю сторону с переменным значением прогиба вдоль образующей (рис. 5). Характер отклонений целиком определяется способом изготовления, а также используемым материалом. Как правило, в конструкциях не допускают отклонения, превышающие половину толщины для неподкрепленных гладких оболочек А<0,56и половину приведенной изгибной толщины для вафельных и трехслойных — А < 0,5бдр. Местные несовершенства отмечаются в местах соединения оболочек с другими деталями. Например, в зонах, прилегающих к кольцевым или продольным сварным швам, в местах приварки к оболочке кронштейнов (рис. 6) и т. п. Кроме того, в вафельных оболочках при недостаточной длине утолщения под сварку возможны коробления стенки в отдельных ячейках. С целью их уменьшения и исключения преждевременной местной потери устойчивости увеличивают ширину утолщенного участка зоны шва, уменьшают размер ячеек введением дополнительных ребер или увеличивают толщину стенки в ячейках на 20...25%. [c.13]

В отношении влияния сварных соединений на работу тонкостенных конструкций необходимо отметить два отрицательных фактора сварочные деформации в зонах швов, увеличивающие несовершенства формы оболочки остаточные сварочные напряжения в сварных швах и прилегающих зонах. Они могут заметно снизить несущую способность, особенно при работе на устойчивость, а следовательно, потребовать дополнительных ватрат массы на их компенсацию. Поэтому создание надежных сварных тонкостенных конструкций является комплексной задачей, при решении которой проектант должен обеспечить прочность и технологичность. В качестве рекомендаций для тонкостенных конструкций отметим следующее необходимо стремиться к уменьшению сварных соединений располагать швы в местах, где конструкция менее чувствительна к несовершенствам применять стыковые швы. [c.369]

Переходя к обзору результатов исследований поведения многосвязных оболочек, остановимся прежде всего на работах, посвященных изучению влияния трещин различного типа на напряженно-деформированное состояние цилиндрических труб. Димарогонас [78] рассмотрел задачу об устойчивости длинной трубы (кольца), находящейся под действием внешнего давления. Считалось, что труба имеет продольную щель с глубиной,, не пр-ёвышающей толщину стенки. В работе получено трансцендентное уравнение для критического давления, решение которого представлено в функции от глубины трещины. Автором получены также формы потери устойчивости трубы с внутренними и наружными трещинами. На основе проведенной работы делается вывод о том, что трещины приводят к значительному понижению устойчивости труб. Следует отметить, что сегодня весьма актуальной является пробл ема влияния трещин на динамические параметры элементов несущих конструкций. Исследованию такой задачи посвящена работа Дитриха [79]. В ней приведены результаты исследования изменения собственных частот и форм колебаний труб при появлении различных трещин в сварных щвах. Теоретический анализ выполнен с помощью метода конечных элементов. В работе приведены полученные с помощью ЭВМ графики изменения частот восьми низших тонов изгибных колебаний трубы в зависимости от длины трещины. Соответствующие этим частотам формы колебаний представ- лены в трехмерной форме. [c.301]

Рассмотрим вариант наложения сварной оболочки на сердеч ник с экраном из алюминия или меди. Этот вариант наиболее характерен для кабелей со стальной оболочкой.-. Как и при сварке труб малого диаметра, необходимыми условиями для реализации процесса высокочастотной сварки тонкостенных изделий являются стабильность угла схождения, постоянство толщины оплавленного слоя кромок и их устойчивость при осадке. В конструкции агрегата предусмотрены механизмы и устройства, обеспечивающие стабильность режима сварки при наличии возмущений, вносимых спецификой свариваемого изделия. [c.152]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...