Напряжения в трубах толстостенных

Получается, что привычный способ уменьшения напряжений—увеличение размеров сечения—в данном случае не достигает цели. Как же можно понизить напряжения в стенках толстостенных сосудов или труб, если простое увеличение толщины оказывается неэффективным Вглядимся в эпюру окружных напряжений при действии внутреннего давления (см. рис. 72). Здесь видно, что внутренние слои напряжены значительно больше, чем наружные. Нельзя ли как-нибудь выравнять напряжения, чтобы разгрузить внутренние слои и догрузить внешние Над этим вопросом уже в прошлом веке задумывались [c.112]

Рассмотрим задачу о распределении напряжений в длинной толстостенной трубе, находящейся под действием равномерного внутреннего давления р (рис. 10.19). [c.323]

Расчет анизотропной трубы аналогичен рещению задачи Ляме о напряжениях в изотропной толстостенной трубе, для которой принята зависимость между компонентами напряжений и компонентами деформаций, соответствующая характеру анизотропии материала трубы. [c.39]

Задача Ламе ). Для области в форме кругового кольца может быть получено напряженное состояние, известное как решение Ламе для толстостенной круглой цилиндрической трубы, испытывающей воздействие внутреннего и наружного равномерно распределенных давлений Яи и (рис. 9.27). Такая труба находится в условиях плоской деформации. Напряжения в трубе могут быть найдены по формулам (9.129). Постоянные интегрирования определяются из граничных условий [c.676]

Достаточно большой перепад температуры по радиусу толстостенной трубы может вызвать в ней пластические деформации. Упругопластические температурные напряжения в трубе с учетом зависимости кривой деформирования материала от температуры численно определены (по методу упругих решений) в работах [51, 52]. При этом учитывалось распределение предела текучести и интенсивности напряжений по толщине трубы. Пластические деформации появились на внутренней поверхности трубы, где окружные и осевые напряжения существенно изменились по сравнению с упругими некоторое перераспределение напряжений наблюдалось и в упругой области. [c.150]

К методам, связанным с полным разрушением тела, принадлежат почти все известные в настоящее время механические методы определения нормальных остаточных напряжений в стержнях с поперечным сечением, постоянным по всей его длине, в трубах (толстостенных и тонкостенных), пластинках, дисках и других телах простой геометрической формы. В последние годы начали развиваться методы определения остаточных напряжений в телах сложной конфигурации (впадины зубьев шестерен, надрезы и т. д.) для случая неосесимметричного распределения остаточных напряжений, а также методы определения касательных остаточных напряжений. [c.273]

На рис. 185 [17, 77, 102] приведены эпюры напряжений в трубе подвергаемой внутреннему давлению р. При этом rjr = 0,5, а показатель степени ползучести материала п = 3, Эпюры распределения напряжений в толстостенной трубе при установившейся ползучести (сплошная линия) отличаются от эпюр распределения напряжений в трубе при упругом решении (штриховая линия). [c.426]

Поясним указанные теоремы примером. Пусть толстостенная труба находится под действием внутреннего давления р. Упругие напряжения и деформации её определяются известными формулами Ляме. Предположим, что давление р столь велико, что материал трубы частично или полностью выходит за предел упругости. Применяя формулы Ляме, мы найдём фиктивные деформации и напряжения в трубе. Истинные напряжения и деформации можно найти путем применения уравнений пластичности, считая при этом, что процесс нагружения трубы является простым, поскольку все внешние силы сводятся только к давлению р, которое и можно выбрать в качестве параметра л. Если теперь давление р снято полностью, в трубе останутся напряжения, равные разности напряжений истинного и фиктивного состояний так же могут быть подсчитаны и остаточные деформации (гл. Ill, 20). [c.120]

В соответствии с (3.58) данному соотношению напряжений в стенке труб п отвечает компактность поперечного сечения вырезаемых образцов Я. > 5. Отметим, что в трубах (в большей степени толстостенных) [c.157]

Определение напряженного состояния оболочки много сложнее, чем стержня. Оно основывается на решении системы дифференциальных уравнений в частных производных. В нашем курсе мы рассмотрим только две частные задачи, допускающие большие упрощения. Первая из них — задача Ляме — состоит в определении напряженного состояния прямой толстостенной цилиндрической трубы, находящейся под действием внутреннего и внешнего давлений. [c.199]

Плотников М. М. О напряжениях в толстостенной неоднородной анизотропной трубе. Изв. вузов. Машиностроение , [c.163]

Определение остаточных напряжений в толстостенных трубах и прутках методом расточки [9] [c.210]

Подставляя вместо г конкретные значения текущего радиуса, можно определить величину напряжений в любой точке толстостенной трубы, подверженной внутреннему давлению. Распределение напряжений по толщине стенки показано на рис. 7-9. Как видно из рисунка, радиальное и тангенциальное напряжения достигают максимальной величины на внутренней поверхности толстостенного цилиндра, а осевое одинаково по всей толщине стенки. Следовательно, наиболее опасное напряженное состояние получается на внутренней поверхности сосуда. [c.394]

В работе [Л. 168] были проведены испытания на длительную прочность при растяжении также и трубчатых образцов при нагружении внутренним давлением. Таким путем получили прямую длительной прочности, показанную на рис. 7-22,6 (опытные точки относятся к тройникам). Затем были определены условные приведенные напряжения в тройниках при коэффициенте ослабления основной трубы ф. Эти напряжения и время до разрушения испытанных тройников послужили координатами опытных точек на рис. 7-22,6. Как видно из этого рисунка, предлагаемая методика расчета в подавляющем большинстве случаев обеспечивает длительную прочность тройника несколько выше расчетной. Выпавшая слева точка 2 относится к толстостенному тройнику с весьма толстостенным отводом. [c.419]

На фиг. 41 представлены эпюры напряжений в толстостенной трубе, подвер- [c.291]

В первых котлах ТКЗ высокого давления большинство труб присоединялось к барабанам на вальцовке. В дальнейшем все трубы стали присоединять с помощью сварки. Но в сварных швах, соединяющих толстостенный барабан с тонкостенной трубой, при остывании всегда возникают очень большие напряжения. Поэтому на заводе к барабанам приваривают короткие штуцера. Напряжение в этих сварных швах снимается при термической обработке барабанов в заводских печах. Во время монтажа котла на электростанции трубы приваривают не непосредственно к обечайке барабана, а к относительно тонкостенным штуцерам. [c.60]

Натяги и посадки. Формула Ляме. Из курса Сопротивление материалов [39] известно решение (формулы Ляме) для напряжений и деформаций толстостенных труб под действием внутреннего и внешнего давлений. Это решение получено в предположении, что длина трубы существенно больше ее радиуса, материал трубы однороден, поверхности контакта идеально гладкие. Применяя это же решение к расчету соединений с натягом цилиндрических деталей, считают, что расчетный (теоретический) натяг N и давление р на стыке деталей связаны зависимостью Ляме, которая является основой для расчетов соединений с натягом при подборе посадки [c.111]

Прочность деталей соединения. После сборки соединения на поверхности контакта (на посадочной поверхности) деталей соединения возникает нормальное давление, которое в первом приближении считают равномерно распределенным. Используя теорию толстостенных труб, приближенно детали соединения (валы и насаженные на валы детали) рассчитывают как толстостенные трубы, нагруженные внешним и внутренним давлением, торцы труб свободны от напряжений, поперечные сечения остаются плоскими. При таких допущениях напряжения в деталях соединений с натягом можно определять по формулам Ляме [39]. [c.117]

При работе комбинированных стыков под внутренним давлением, когда осевые напряжения в два раза меньше окружных, вероятность хрупких разрушений в зоне сплавления сравнительно невелика. Поэтому комбинированные стыки относительно тонкостенных элементов, обладающих высокой гибкостью, как, например, стыки пароперегревательных труб котлов, находясь в благоприятных условиях работы, показывают высокую надежность. В стыках же толстостенных паропроводных труб, жесткость которых велика, могут действовать значительные напряжения изгиба, являющиеся поперечными по отношению к шву и вызывающие вследствие этого опасность появления преждевременных изломов. [c.258]

На рис. 4.19 приведены результаты расчета распределения напряжений в случае бесконечно малой деформации толстостенного цилиндра с отношением внутреннего и наружного радиуса 1 2. Дополнительное напряжение, обусловленное осевой нагрузкой, = Р/л [(/ ) — iY увеличивает напряжения растяжения или сжатия. При этом распределение напряжений в тангенциальном направлении сге становится плоским, что является характерной особенностью для рассматриваемого случая. Такие же закономерности наблюдали [25] и в случае конечной деформации. На рис. 4.20 показано распределение компонентов скорости ползучести трубы (наружный диаметр 50 мм, внутренний диаметр 25 мм) из котельной стали с 0,14 % С при совместном воздействии внутреннего давления и осевой нагрузки. [c.113]

В отечественной теплоэнергетике примерно 94. .. 95 % случаев повреждений сварных соединений паропроводов свежего пара и горячего промперегрева приходится на сварные тройники и стыки паропроводных труб с толстостенными трубными элементами коническими переходами, литыми патрубками паровой арматуры, коленами, тройниками, гибами (табл. 2.3, рис. 2.16). Повреждения таких соединений развиваются в зонах высокой концентрации напряжений (в упругой области металла а = 1,5. .. 7, а в условиях ползучести К = , . .. 2) и зависят от типоразмера сварных соединений фасонных деталей, конструкционного оформления сварных деталей, формы сварных швов и зон сопряжения в местах разнотолщинности трубных элементов. [c.116]

Найти температурные напряжения в толстостенной трубе (рис. 78) в случае стационарного поля температур. [c.241]

В случае кручения стержня сплошного круглого сечения или в форме толстостенной трубы предположение о равномерном распределении напряжений по радиусу, использованное в предыдущем параграфе, неприменимо. Для установления распределения напряжений при заданном внешнем крутящем моменте используем гипотезу плоских сечений и предположение, что радиальные волокна остаются при деформации радиальными. При этом каждое поперечное сечение поворачивается около оси стержня как целое, так что касательных напряжений между соосными цилиндрами, на которые можно мысленно разрезать рассматриваемый стержень, не возникает. Поэтому можно утверждать [c.111]

Эти данные подтверждают что более толстостенные трубы при всех прочих равных условиях имеют более длинную критическую трещину при данном уровне напряжения. Предполагается, что трещина данной длины будет иметь более разрушающее напряжение в сосудах с большей толщиной стенки при прочих равных условиях. [c.165]

Можно применить формулы гг=в + 7 > бв=в —- для радиального н тангенциального главных напряжений в толстостенной трубе.] [c.537]

После этого получаем окончательные выражения для нормальных напряжений в толстостенной трубе под давлением в состоянии установившейся ползучести [c.187]

Девис [70, стр. 240] провел испытание толстостенных труб среднеуглеродистой стали на совместное действие осевой силы и внутреннего давления. Результаты его опытов приведены на рис. 55, где 00 и истинные напряжения в момент разрушения. Результаты этих опытов также недостаточны для вывода, что условие прочности Ттах=хь выполняется удовлетворительно. [c.111]

Концы корпуса трубы могут быть снабжены полусферическими, коническими или плоскими крышками. Максимальное напряжение в толстостенной полусферической торцевой крышке определяется так [c.145]

Напряжения в толстостенной трубе (рис. 52,а), нагруженной внутренним давлением р, имеют максимальное значение в любой точке внутренней поверхности и с использованием третьей теории прочности определяются по формуле [24] [c.84]

Формула (7) определяет максимальные напряжения в толстостенной трубе со средним радиусом R и толщиной стенки h. Ясно,, что при Rlh[c.84]

Таким образом, формула (8) определяет максимальные напряжения в гидроцилиндрах в соответствии с теорией толстостенных труб. В соответствии с безмоментной теорией цилиндрических оболочек максимальные напряжения по третьей теории прочности (теория наибольших касательных напряжений) определяют следующим образом [24] [c.84]

Перед надеванием второй трубы на первую ее нагревают настолько, чтобы внутренний диаметр, увеличившись от нагрева, стал несколько больше наружного диаметра первой трубы. В процессе остывания вторая труба (внутренний диаметр которой при остывании уменьшается) оказывает на первую внешнее давление и сжимает ее. Аналогично на вторую трубу насаживают третью и т. д. Такой способ насадки одной трубы на другую называются посадкой с натягом. В результате натяга в трубах возникают начальные напряжения. Чем больше величина натяга, тем больше начальные напряжения.. Способ- уменьшения напряжений og и, следовательно, повышения прочности толстостенного цилиндра путем замены сплошного цилиндра составным предложен в середине прошлого века академиком А. В. Гадолиным. , [c.676]

Характер распределения компонентов напряжений 0 и иа участке 1—2 оси х напоминает изменения вдоль радиуса радиальных и окружных напряжений в толстостенной трубе, подверженной внутреннему радиальному давлению, или напоминает распределение радиальных и окружных напряжений в кольце, посаженном на сплошной диск одинаковой с ним толщины. [c.126]

В настоящей главе будет рассмотрен вопрос о прочности толстостенной трубы и быстровращающегося диска постоянной толщины. Природа образования внутренних сил в толстостенной трубе, нагруженной давлением, и в быстровращающемся диске различйа. Однако задача расчета этих деталей сводится к общей расчетной схеме тела вращения. При дальнейшем анализе обнаруживается также полное совпадение дифференциальных уравнений для определения перемещений и напряжений в том и другом случаях. Поэтому обе задачи целесообразно рассмотреть совместно. [c.275]

Однако существенно больший интерес представляют такие задачи, для решения которых элементарные гипотезы не могут привести к цели. Типичный пример — задача о кручении призматического стержня. Если принять для кручения такую же гипотезу плоских сечений, которая была принята для изгиба, окажется, что верный результат получится только для того случая, когда сечение представляет собою круг или круговое кольцо для других форм сечения эта гипотеза приведет к очень грубой ошибке. Точно так же никакие элементарные нредно-ложения не позволяют найти напряжения в толстостенной трубе, подверженной действию внутреннего давления. Можно привести много примеров других элементов конструкций, для которых напряжения и деформации нельзя определить с помощью элементарных приемов, а нужно использовать уравнения теории упругости. [c.266]

Таким образом, поступают, например, при изучении концентрации напряжений в толстостенных композитных элементах (см. рис. 2.8). Как уже отмечалось, для изучения концентрации напряжений в вершинах вырезов на поверхности внутреннего канала (в точках 1 на рис. 2.8) от действия внутреннего давления допустимо использовать плоские модели, имеющие форму поперечного сечения К01МПОЗИТНОЙ трубы. Для испытания их необходимо довольно сложное приспособление. Кроме того, чтобы получить в модели с оболочкой достаточное для проведения точных измерений число полос, нужно создать довольно большО е давление, потому что около 90% давления прихо дится на деформацию жесткой оболочки. Однако при определенных условиях можно воспользоваться моделью без оболочки. Так, при достаточно большой толщине свода ш = Ь—а (примерно при ш/Ъ>0,2) контактное давление рк на поверхности сопряжения можно принять равномерным. В этом случае приходим к схеме плоской модели без оболочки, нагруженной дав- [c.43]

Недостатки способа химическая неоднородность (ликвация) в толстостенных отливках высокие внутренние напряжения в поверхностном слое, способствующие образованию трещин возможность деформации формы под давлением жидкого металла, в результате чего отливки образуются с подуто-стью разностенность по высоте отливок, полученных в машинах с вертикальной осью вращения. Центробежным литьем изготавливают водонапорные и канализагщонные трубы, гильзы двигателей внутреннего сгорания, 12-204 353 [c.353]

ТЕРМОУПРУГОСТЬ — область мате-матич. теории упругости, в к-рой изучается возникповепио, распределение и величина температурных напряжений в телах, подчиняющихся закону Гука. При выводе основных уравнений Т. обыч1Ю предполагается независимость упругих и тепловых характеристик от темп-ры. Если темп-ра тела постоянна или представляет собой линейную функцию координат, то препятствий тепловому расширению нет и температурные напряжения (в однородном материале) не возникают. В др. случаях теория Т. показывает, что возникают термоупругие напряжения, тем большие, чем выше модуль Юнга, коэффициент линейного расширения и температурный градиент. Последний обычно растет с увеличением толщины сечения, что приводит к росту термоупругих напряжений. В зонах тела, подвергающихся быстрому нагреву, обычно возникают сжимающие, а быстрому охлаждению — растягивающие термоупругие напряжения. В теории Т. изучены напряжения в стержнях, фермах, пластинках, толстостенных трубах, кольцах, изгибаемых пластинках, оболочках вращения и др. При местной пластич. деформации уравнения Т. необходимо дополнять уравнениями термопластичности. Поэтому величины напряжений, согласно Т., оказываются завышенными по сравнению с действительными. Однако и в этих случаях теория Т, остается очень важной, с ее помощью определяют напряжения до начала пластич. деформации. [c.319]

Если вместо условия Дел = 0 задается условие стас = 0 (как, например, в случае"кольца), то соответствующей точкой эллипса текучести, разрушающейся без выпучивания оболочки, будет точка О, показанная на рис. 6, в. При возникновении выпучивания окружная деформация в точке А (рис. 1, б) будет большей, а в точке В — меньшей, чем средняя окружная деформация, однако величина осевой деформации в точках А п В будет одной и той же. Таким образом, векторы приращений деформаций в точках Л и 5 будут иметь одну и ту же осевую составляющую, но различные окружные составляющие. Следовательно, эти векторы не будут параллельны изображенному на рис. 6,6 вектору приращений деформаций в точке О, а будут немного повернуты относительно него. Так как векторы приращений деформаций должны быть нормальны к эллипсу текучести, то это различие в направлениях означает, что величины напряжений в точках А п В будут различными, как это показано на рис. 6, г. Изгибающий момент, который соответствует этой разности напряжений, Гудьер назвал моментом направления (dire tional moment).. Интересно заметить, что при Двх = 0 такие моменты не возникают, поскольку в этом случае все векторы приращений деформаций имеют одно и то же направление. Флоренс и Гудьер [4] исследовали осесимметричное выпучивание толстостенных труб с учетом моментов направления. [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...