Температурные напряжения в цилиндрической оболочке

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ 547 [c.547]

На самом деле в стенке цилиндра будут действовать и другие напряжения, помимо осевых. Однако все остальные компоненты тензора напряжений будут относительно малы, т. е. порядка б // по сравнению с этой осевой компонентой напряженного состояния. С общим анализом задачи о температурных напряжениях в цилиндрических оболочках,, на основании которого получен этот вывод, можно ознакомиться в работе [1], [c.82]

Д и д ы к В. 3. Температурные напряжения в цилиндрической оболочке с кусочно-постоянными коэффициентами теплоотдачи. — В кн. Термомеханические процессы в кусочно-однородных элементах конструкций, Киев Наукова думка, 1978, с. 103—109. [c.360]

Д и д ы к В. 3., К о р д у б а Б. М. Исследование температурных напряжений в цилиндрической оболочке, локально нагреваемой путем конвективного теплообмена. В кн. XV Научное совещание по тепловым напряже- [c.360]

Рассматриваемая теория температурных напряжений в цилиндрических оболочках основана на следующих допущениях. [c.352]

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКАХ 115 [c.115]

Температурные напряжения в цилиндрических оболочках [c.115]

Температурные напряжения, вызванные разностью температур верхних и нижних образующих барабана, Ы. Анализ решения задачи о температурных напряжениях в цилиндрической части барабанов, полученного приближенным методом теории оболочек, показывает, что наибольшую величину имеет осевое напряжение а аб< [c.169]

Композиционные материалы состоят из разнородных компонентов, отличающихся друг от друга коэффициентами линейного расширения и упругими константами, поэтому остаточные напряжения в композиции возникают в процессе ее охлаждения от температуры получения. Предполагается, что вначале при охлаждении в матрице происходит свободная пластическая деформация до тех пор, пока матрица не перейдет в упругое состояние. Решение задачи о температурных остаточных напряжениях в ориентированных композициях можно свести к решению задачи о распределении напряжений в цилиндрическом сердечнике с оболочкой. Задача вначале решается в упругом приближении. Воспользуемся конечными формулами [24] для расчета радиальных а , тангенциальных сГд и осевых напряжений в матрице на границе раздела с волокном [c.62]

Поскольку в процессе термообработки в элементах конструкций могут возникать значительные температурные напряжения, необходимо уметь выбрать соответствующие оптимальные режимы термообработки, которые обеспечивали бы сравнительно низкий уровень температурных напряжений. Такая задача поставлена и решена на базе классической теории оболочек в работе [121. В качестве критерия выделения оптимальных температурных полей, обеспечивающих сравнительно низкий уровень температурных напряжений, в [12] принято условие минимума функционала упругой энергии оболочки. Ниже в такой постановке решена экстремальная задача термоупругости для бесконечной трансверсально-изотропной цилиндрической оболочки. [c.213]

Равномерное распределение температуры. Если цилиндрическая свободная по торцам оболочка подвергается воздействию равномерного изменения температуры, то никаких температурных напряжений в ней не возникает. Но если торцы ее оперты или защемлены, то свободное расширение оболочки станет невозможным и на торцах возникнут местные напряжения изгиба. Если температурное расширение оболочки со свободными торцами известно, то при посредстве уравнений (279) и (280) легко получить, как это и было сделано в случаях, показанных на рис. 241, значения реактивных моментов и сил для любого способа симметричного опирания. [c.547]

Рассматривая случай нагрева бесконечной оболочки внешней средой, производим в формуле (4.61) замену d=(x - -b и переходим затем к пределу при b-v o. Вызываемые этим температурным полем температурные напряжения в бесконечной цилиндрической оболочке, нагреваемой неподвижной средой по области О, Y = находим в виде [c.168]

По формулам (4.91) при v = 0,3, p = 20 произведены расчеты изменения температурных напряжений и rj вдоль образующей бесконечной цилиндрической оболочки. Результаты расчетов представлены на рис. 4.23—4.25, на которых кривые 1 построены при Bio=l, Bii = 0,01, кривые 2 —при Bio = Bii=l. Из графиков следует, что с ростом теплоотдачи с поверхностей вне области нагрева температурные напряжения в оболочке увеличиваются. [c.168]

Важное практическое значение имеет решение вопросов концентрации динамических температурных напряжений в окрестности оболочечных, пластинчатых, стержневых, сферических, цилиндрических, круговых включений в твердых телах. Решение этих вопросов значительно облегчается, если область, занятую включением, удается исключить из рассмотрения таким образом, что их влияние характеризуется усложненными граничными условиями. Включения типа пластин и оболочек (один характерный размер мал по сравнению с двумя другими) рассмотрены в работе [45] для классического случая. В [47] исследованы случаи линейного включения (два характерных размера малы по сравнению с третьим) и объемного включения (все три размера включения соизмеримы) для классической квазистатической задачи термоупругости. В [49] выведены термомеханические граничные условия на поверхности тел с покрытиями типа пластин и оболочек. [c.35]

Приближенный способ определения температурных напряжений в тонкостенных цилиндрах при помощи изогнутой оси балки, лежащей иа упругом основании, можно применить также и в том случае, когда температура меняется вдоль оси цилиндрической оболочки ). [c.410]

Температурные напряжения в оболочке могут возникать в следующих случаях при неравномерном нагреве при стеснении температурной деформации наложенными на оболочку связями при нагреве многослойной оболочки, составленной из разнородных материалов. Однако не всякий неравномерный нагрев вызывает температурные напряжения. Так, например, если температура будет линейно изменяться по длине цилиндрической оболочки, а по окружности и по толщине будет постоянной, то срединная поверхность из цилиндрической превратится в коническую, напряжения же при этом не возникнут. [c.352]

Аналогия с рассмотренными ранее примерами еще более подчеркивается, если цилиндрическую оболочку подкрепить шпангоутами (рис. 55). Как и, при температурном воздействии, изгибные напряжения в [c.79]

Для рассматриваемых условий температурного нагружения и соотношений геометрических параметров цилиндрического корпуса усечение длины зоны до Lq = 45 мм допустимо и практически не влияет на точность определения напряжений в характерных сечениях II, III и IV переходной зоны (рис. 4.24). Анализ зависимостей показывает, что длина Lq = 45 мм выбрана с запасом, причем отклонение от напряжений, найденных для длинной цилиндрической оболочки L = 950) в опасном сечении III не превышает 3 %. [c.189]

Характер кривых на рис. 4.33 свидетельствует о том, что зона высоких термомеханических напряжений расположена в переходной от фланца к цилиндрической оболочке части конструкции на расстоянии л < 6 мм от фланца. В области нахлесточного шва, примыкающей к зоне концентрации напряжений (6 < л < 12 мм), температурные напряжения резко уменьшаются примерно в 6 раз (до 80 МПа) в. области перехода от сварного соединения к оболочке (л = 12 мм) напряжения увеличиваются (до = 200 МПа и Од = -100 МПа), а затем уменьшаются практически до нуля. [c.195]

Наряду с механическими усилиями (внутреннее давление р, затяг, вес, опорные реакции) в расчет вводились тепловые нагрузки от перепадов температур (по толщине стенки, по окружности и по образующей), а также от разности температур между сопрягаемыми элементами. Температурные напряжения от тепловых нагрузок устанавливались на основе решения задач термоупругости для цилиндрических и сферических оболочек, пластин и стержней с различной жесткостью закрепления. [c.30]

По условиям работы цилиндрическая оболочка ( корпус автоклава) находится под действием циклических напряжений мембранных (от внутреннего давления), локальных (от весовых нагрузок) и температурных (главным образом, в результате переменной неравномерности температур стенок корпуса автоклава) этот комплекс напряжений действует при повышенной температуре (до 170—200 °С в зависимости от рабочего давления), которая тоже изменяется циклически. [c.373]

Для отсека, подкрепленного поперечным набором, наиболее важен случай, когда температуры обшивки и кольца-шпангоута постоянны и соответственно равны и t- Напряжение определяют с помощью уравнений моментного состояния цилиндрической оболочки. В правой части уравнения (6.49) для осесимметричного случая появится слагаемое, соответствующее безмоментному температурному перемещению Wr = oit R, где а — температурный коэффициент линейного расширения. Если отсутствуют поверхностная нагрузка р и осевая сила Tj, уравнение (6.49) примет вид [c.346]

Более подробно вопрос о температурных напряжениях при осесимметричном нагреве цилиндрических оболочек рассмотрен в работе [2]. [c.493]

Шаровая форма твэла позволяет добиться меньших температурных напряжений в оболочке по сравнению с напряжениями в цилиндрических стержневых твэлах при одинаковой объемной плотности теплового потока и равных геометрических размерах. Шаровая форма также допускает значительное уменьшение их размеров, поскольку обычно такие твэлы не являются конструкционными элементами активной зоны, а заполняют в виде шаровой насадки либо всю активную зону, как в реакторах AVR, THTR-300, либо какие-то ее части. [c.7]

Приближенный метод определения температурных напряжений в тонкостенном цилиндре, использующий кривую прогибов балки на упругом основании, можно также применить в случае, когда температура вдоль оси цилиндрической оболочки меняется 1). Соответствующее внешнее давление будет устранять радиальное расширение каждого элементарного кольца, тогда как осевое расширение происходит свободно. Устранение этого давле1 ия с целью соединения отдельных колец представляет собой легко решаемую задачу, уже не связанную с действием температуры. [c.454]

Ставски и Смолаш [265] получили замкнутые выражения, определяющие температурные напряжения в полубесконечной консольной цилиндрической оболочке, состоящей из произвольного набора ортотропных слоев, при осесимметричном температурном поле. В результате исследования различных схем расположения слоев (только ортотропных) они установили существенное влияние порядка чередования слоев и обнаружили, что связанная система слоев обладает свойствами, отличающимися от суммы свойств отдельных слоев в лучшую сторону. Это создает новые возможности в восприятии температурных воздействий, не проявляющиеся в однослойных оболочках. [c.237]

Гесс и Берт [107 ] изучили температурные напряжения в тонких цилиндрических оболочках, изготовленных спиральной (под углами 0) и квази-изотропной намоткой композиционного материала. При этом они учитывали нелинейное распределение температуры по толщине и зависимость упругих свойств материала от температуры. Изменение свойств по толщине пакета в связи с большим числом слоев считали плавным, т. е. принимали, что структура самоуравновешенная и симметричная. Однако в этой работе содержались некоторые погрешности, которые в дальнейшем были устранены [108]. [c.237]

Анализ формул (IX. 115) показывает, что линейное температурное поле вызывает в цилиндрической оболочке с термоизолированной трещиной произвольной ориентации меньшие мембранные напряжения, чем в случае пластины (А, = 0), находящейся в аналогичных условиях. [c.297]

Тонкостенные элементы конструкций многих приборов, аппаратов и машин подвергаются локальному двустороннему или одностороннему тепловому воздействию. При этом коэффициент теплоотдачи с их боковых поверхностей с достаточной степенью точности может быть аппроксимирован кусочно-постоянной функцией координат В настоящей главе методом И. Ф Образцова и Г. Г. Онанова [117] строятся единые для всей области определения решения одномерных и двумерных стационарных задач теплопроводности и соответствующих статических задач термоупругости для пластинок и цилиндрических оболочек, коэффициенты теплоотдачи с боковых поверхностей которых —кусочно-постоянные функции одной переменной На примере одномерной задачи показывается, что при локальных тепловых воздействиях по областям, размеры которых одного порядка с толщиной тонкостенных элементов, оправданным является введение интегральных характеристик по областям нагрева, С помощью метода интегральных характеристик находится решение двумерной квазистационарной задачи теплопроводности и соответствующей задачи термоупругости для пластинки, подвергнутой двустороннему локальному нагреву движущейся прямоугольной областью, размеры которой соизмеримы с толщиной пластинки. Из проведенных численных исследований вытекает, что рост теплоотдачи с поверхностей вне области локального нагрева приводит к уменьшению температурных напряжений в пластинках. [c.138]

Картина существенно изменится в том случае, если та же оболочка выполняет не только функции резервуара, но включена в некоторую конструкцию как силовой элемент. Например, монпю представить себе, что цилиндрическая оболочка является несущим отсеком фюзеляжа скоростного самолета. В результате воздействия воздушного потока оболочка будет нагреваться. Поскольку возникают изгибающие моменты, то одновременно с температурным оболочка будет испытывать и силовое воздействие. Ясно, что в этом случае температурная потеря устойчивости может повлечь за собой серьезные последствия даже в том случае, если напряжения изгиба в фюзеляже, взятые отдельно от температурных, далеко не достигают критических. [c.77]

Мотов ил овец И. А. Температурное поле и тепловые напряжения в обогреваемой цилиндрической оболочке при переменном уровне жидкости. В сб. Тепловые напряжения в элементах конструкций . Вып. 3. Киев. Изд-во АН УССР, 1963. [c.252]

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]

Величина суммарных напряжений возрастает в местах их концентрации (по контуру приварки опорной подушки, в зоне перехода от цилиндрической обечайки к фланцу, в местах неплавных переходов к усилению сварного шва, непроваров, подрезов и др.), а также из-за случайных перегрузок (при защемлении оиор, прогибе оболочки вследствие неправильного монтажа или температурной неравномерности и т. д.). В результате оболочка автоклава может работать в области напряжений, значительно превосходящих расчетные, и даже превосходящих (при стечении обстоятельств) предел текучести ао,2 в отдельных точках. [c.373]

Входные и выходные циркуляционные патрубки в корпусе устанавливаются на двух уровнях, перпендикулярных оси корпуса, и расположены в каждом уровне на равных расстояниях верхние и нижние патрубки устанавливаются один под другим либо со сдвигом на нолпериода. Известные расчетные и экспериментальные данные [1] показывают, что для принятого расположения патрубков напряженное состояние в зоне стыка патрубка с корпусом, являющейся зоной существенной конструктивной неоднородности, может рассматриваться независимо от соседних патрубков. Соотношение диаметров корпуса и патрубка позволяет рассматривать искривленную оболочку корпуса в этой зоне как плоскую пластину с отверстием, имеющую толщину корпуса. Такая возможность более очевидна в случае осесимметричного температурного нагружения патрубка, когда слабое искривление обечайки несущественно влияет на условия взаимодействия патрубка и примыкающей к нему части корпуса. При действии внутреннего давления мембранные растягивающие усилия в цилиндрической обечайке корпуса в меридиональном и кольцевом направлениях отли- [c.126]

В монографии [65 ] приводятся данные экспериментального исследования термоустойчивости цилиндрических оболочек при неравномерном нагреве в окружном направлении. Изменение температурного поля представлено на рис. 9.5. Там же схематически изображен характер местной потери устойчивости обечайки в зоне ежимающих температурных напряжений. [c.215]

Возникновение прогрессирующего формоизменения тем более вероятно, чем pasHoivfepHee распределены по объему тела определяющие (неизохронные) напряжения Предельными свойствами в данном отношении обладают температурные поля, квазистационарпые по отношению к системе координат, движущейся вместе с источником тепла. Такие поля воз1 1ож-ны в однородных конструкциях (пластина, цилиндрическая оболочка) при достаточной протяженности последних. [c.20]

Отметим, что в наиболее простых случаях разграничение области неупругой приспособляемости в соответствии с различными типами циклической пластической деформации удается провести с помощью приемов, близких к применяемым при анализе упругой приспособляемости [10, 57, 58], не прибегая к общим соотношениям, полученным в работе [26]. В качестве примера на рис. 6 приведена полная диаграмма приспособляемости для цилиндрической оболочки [10, 84], нагруженной постоянным внутренним давлением (относительное напряжение др — Ор/ат, где вт — предел текучести) и циклически изменяющимся однопараметрическим температурным полем di = ot/от, где at = 0,5aEAt/( —ц), А/ —перепад по толщине). Здесь А — область приспособляемости (А — область чисто упругого поведения с начала нагружения), — [c.36]

Э. И. Григолюка, Я. С. Подстригача, Я. И. Бурака [25] излагается математическая постановка и методика решения возникающих в связи с нагревом задач оптимизации для пластин и оболочек с учетом их неоднородности. В книгах [123, 124] изложены основы теории и методы решения задач термоупругости для тел с различными упругими включениями. Большое внимание уделено изучению температурных полей и напряжений в телах с оболо-чечными, пластинчатыми, стержневыми, сферическими, цилиндрическими, круговыми включениями, для которых область, занятую включением, удается исключить из рассмотрения таким образом, что его влияние характеризуется усложненными граничными уело- [c.6]

Решение многих вопросов современной техники связано с изучением температурных полей и напряжений в многоступенчатых элементах конструкций. Такие задачи, в частности, возникают при изучении технологических процессов сварки разнотолщинных пластин и оболочек, стержней различных диаметров термопрочности металло-стеклянных спаев ножек стеклянных оболочек электровакуумных приборов, содержащих металлические цилиндрические ступенчатые стержневые токоподводы термопрочности ступенчатых валов паровых и газовых турбин при исследовании и анализе погрешности измерения термометрами сопротивления низких температур, обусловленной теплопритоком по токовыводам и защитной арматуре. [c.313]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...