РАСЧЕТ ОБОЛОЧЕК НАГРУЖЕННЫХ ВНУТРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ

В статье [190] изучается поведение тонкой цилиндрической оболочки, нагруженной внутренним давлением и подверженной действию переменного температурного поля, характеризуемого перепадом по ее толщине. Задача поставлена применительно к расчету оболочки топливного (тепловыделяющего) элемента (ТВЭЛ) ядерного реактора на быстрых нейтронах, для которого имитируются условия повторных выходов на режим и выключе-яий. Внутреннее давление от газообразных продуктов распада [c.205]

Приведенный метод расчета не исключает необходимости расчета трубопровода на прочность при рассмотрении его в качестве тонкой цилиндрической оболочки, нагруженной внутренним давлением. [c.100]

К схеме осесимметричных оболочек сводится в основном расчет котлов, баков и вообще сосудов, нагруженных внутренним давлением. Понятно, что новая схема требует и новых подходов и воспользоваться теми приемами, которые разрабатывались ранее для стержня, здесь не представляется возможным. [c.324]

Произведем расчет толщины стенки оболочки для следующих условий нагружения внутреннее давление — 40 даН/см время действия нагрузки — 100 ч. [c.169]

Рис. 5.3. Схема для расчета полой оболочки, нагруженной внутренним избыточным давлением р.

Рис. 5.4. Схема для расчета полой тороидальной оболочки, нагруженной внутренним избыточным давлением р и внешней распределенной нагрузкой Q.

Уравнение (6.23) выведено, исходя нз безмоментной теории оболочек с учетом зависимости Ламе для расчета толстостенных труб, нагруженных внутренним давлением. [c.146]

Рассмотрим пример расчета. Пусть цилиндрический сосуд жестко защемлен по краю и нагружен внутренним давлением— <7г (рис. 19). Неизвестные усилия на краю оболочки — момент Х1 и поперечную силу Хг — определяем из системы канонических уравнений метода сил [c.32]

В ряде случаев определение равновесной конфигурации оболочки, нагруженной только внутренним давлением, уже представляет известные трудности, поэтому реализовать изложенный выше способ расчета на дополнительные нагрузки сложно. [c.379]

В данной статье приведены результаты расчетного и экспериментального (с применением замораживания ) исследования силовых и температурных напряжений в патрубке, применимого для других аналогичных узлов. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных показало применимость для этих типов узлов матричного метода и программы расчета на ЭЦВМ, которые были разработаны для сложных составных конструкций из оболочек, пластин и кольцевых деталей (см. работу [7] и статью того же автора в этом сборнике). Проведена коррекция расчетных результатов в зоне отверстия обечайки корпуса (при внутреннем давлении) по формулам (1), (2), а также в зоне сварного шва (при температурном нагружении) с использованием расчетных данных для стыка полу-бесконечных цилиндров с различными коэффициентами теплового расширения [8]. [c.127]

На первых стадиях проектирования проводят статические испытания моделей конструкции и ее отдельных элементов. При этом уточняют методику расчета, обосновывают выбор наиболее рационального варианта и схемы конструкции, например, уточняют коэффициенты местной потери устойчивости панели обшивки сухого подкрепленного отсека, критические напряжения оболочки бака, нагруженного осевой сжимающей силой и внутренним давлением, определяют разрушающие силы в стыковых соединениях и других элементах, плохо поддающихся расчету. [c.288]

Расчет на устойчивость. Обечайку бака рассматривают как изотропную оболочку, нагруженную сжимающей силой, изгибающим моментом и внутренним давлением. Напряжения, соответствующие потере устойчивости такой оболочки, [c.296]

В табл. 6.2.5, 6.2.6 максимальные прогибы, усилия, моменты и напряжения трехслойной изотропной оболочки симметричного строения с жесткими днищами, нагруженной внутренним гидростатическим давлением, приведены в зависимости от параметра R/1. Зависимости получены при R/h = 20, Е /Е = 30 остальные параметры имели значения (6.2.20). Из табл. 6.2.5, 6.2.6 видно, что при уменьшении длины трехслойной оболочки влияние поперечных сдвиговых деформаций на максимальные прогибы, окружные усилия, напряжения увеличивается, а на максимальный изгибающий момент — уменьшается. Так, при R/1 = 0,5 относительная погрешность составляет 1,53 %, а при R/1 = 3 — 73,46 %. Относительная погрешность — 29,62 % при R/1 = 0,5 и 44,05 % — при R/1 = 3. Подчеркнем, что в то же время относительная погрешность, вносимая в расчет максимального изгибающего момента неучетом поперечных сдвиговых деформаций и подсчитанная при R/1 = 3, составляет всего 3,61 %. Таким образом, близость максимальных значений интегральных характеристик (осевого и окружного усилий, осевого изгибающего момента), подсчитанных при учете и без учета поперечных сдвигов, отнюдь не гарантирует близости соответствующих расчетных значений компонент тензора напряжений. Отметим еще, что в рассмотренном примере максимальное значение осевого напряжения достигается в защемленных сечениях на поверхности z = О внутреннего несущего слоя, а максимальное значение изгибающего осевого момента — в середине пролета [c.171]

В табл. 6.2.11, 6.2.12 в зависимости от параметра R/1 приведены результаты расчета двухслойной цилиндрической оболочки с жесткими днищами, нагруженной внутренним гидростатическим давлением. Результаты получены для оболочки, первый (внутренний) слой которой армирован в осевом направлении, второй — в окружном при следующих значениях параметров [c.175]

В табл. 6.2.13, 6.2.14 в зависимости от параметра h /h приведены результаты расчета трехслойной цилиндрической композитной оболочки с жесткими днищами, нагруженной внутренним гидростатическим давлением. Результаты получены для оболочки симметричного по толщине строения, внешние слои которой армированы в осевом, а средний слой — в окружном направлении, при следующих значениях параметров [c.176]

Задача о рациональном расположении армирующих элементов в случае однородного (не зависящего от координат) плоского напряженного состояния рассмотрена в работах [60, 123]. Наиболее подробно в настоящее время исследован вопрос о проектировании цилиндрической оболочки, нагруженной равномерным внутренним давлением. Метод расчета таких конструкций, называемый в зарубежной литературе сетчатым анализом , основан на том, что поверхность оболочки считается образованной сеткой абсолютно гибких и не связанных между собой нитей, что и определило название метода. [c.6]

Расчеты тонкостенных резино-текстильных изделий, нагруженных внутренним избыточным давлением и внешними силами — пневматических конструкций, — проводят в статических, аэродинамических или гидродинамических условиях равновесия. Ниже приведены основы приближенного расчета по предельным состояниям некоторых видов полых оболочек. [c.118]

В большинстве применяемые расчетные формулы основываются на исследованиях С. П. Тимошенко [8]. Однако, приводимый им расчет фланца, соединенного с цилиндрической оболочкой, может быть применен лишь к сосудам малого диаметра (трубным фланцам), так как при выводе не учитывалось радиальное перемещение кольца под действием краевой поперечной силы и изгибающего момента. Как показано в настоящей статье, для сосудов большого диаметра пренебрежение радиальным перемещением приводит к значительным погрешностям. В статье рассмотрены два случая нагружения фланцевого соединения изгибающим моментом и равномерным внутренним давлением. [c.175]

В данном случае поставлена задача расчета оболочек различной геометрической формы при их совместной работе, нагруженных распределенным давлением д. Поскольку у этих оболочек в месте их сопряжения деформации будут различными, то в этом месте должны возникнуть дополнительные внутренние усилия. Задача расчета состоит в определении этих усилий и вызванных ими деформаций. [c.134]

В табл. 7.3 и на рис. 7.8 приведены результаты расчета критической величины осевых сжимающих напряжений для оболочки, рассмотренной в примере предыдущего параграфа и нагруженной перед приложением осевых напряжений различным по величине внутренним давлением. [c.316]

На основании полученных выше уравнений были проведены численные расчеты, иллюстрирующие поведение бесконечной цилиндрической трубы при нагружении ее изнутри импульсом давления. При этом рассматривалось движение в упругой и пластической стадиях деформирования, а также определялись величины внутреннего давления, при которых происходило разрушение оболочки. Исследовалось влияние окружающей среды на характер движения оболочки. Чтобы убедиться в правильности работы построенного алгоритма, расчеты проводились для случая, когда прочностные свойства материала трубопровода остаются неизменными. В дальнейшем планируется проведение расчетов для случая, когда прочностные характеристики материала изменяются с течением времени под воздействием различных условий старения. Результаты расчетов приведены на рисунках и в таблице. На рис.1 - рис.7 приводятся зависимости безразмерных величин о, и К от безразмерного времени I. [c.250]

Результаты расчетов подобных оболочек при уровнях внешнего давления q, равных 178 и 223, приведены на рис. 45 и 46. На рассмотренном временном интервале в первом случае потери устойчивости не происходит. Увеличение нагрузки на 25% приводит к интенсификации процесса ползучести оболочки и потере устойчивости через 0,36 ч после нагружения. На рис. 46, д—ж показаны эпюры относительных радиальных, окружных напряжений и их интенсивностей в момент времени, близкий к критическому, в некоторых сечениях в теле оболочки. Наиболее напряженные зоны прилегают к верхней поверхности на удалении 0,13 от внутреннего контура. [c.81]

Из анализа полученных данных следует, что при расчете соосно сопряженных оболочек необходимо учитывать их контактное взаимодействие. Приближенное решение контактной задачи (представление контактного давления между оболочками в виде косинусоидального закона и неучет жесткости прокладки и оболочек и реальной схемы нагружения) может привести к существенным погрешностям в оценке н.д.с. контактируемых оболочек, а именно, к завышению компонентов н.д.с. внешней оболочки и занижению или завышению их для внутренней оболочки. [c.174]

Для замкнутых цилиндрических оболочек, нагруженных внутренним давлением р, внешним давлением q и осевыми усилиями A/ = onst, не изменяющимися по окружной координате у, исходными данными для проведения расчета будут следующие соотношения. [c.243]

Осесимметричная деформация цилинфических оболочек. Для замкнутых цилиндрических оболочек, нагруженных внутренним давлением р, внешним давлением q и осевыми усилиями N — onst, не изменяющимися по координате у (рис. 4.4), исходными данными для проведения расчета будут следующие соотношения. [c.391]

Рассмотрим оболочку, нагруженную внутренним давлением. Ясно, что при таком нагружении объем оболочки увеличится. Но согласно принятому допущению длина нити постоянна. Таким образом, определение конфигурации оболочки, нагруженной внутренним давлением, так называемой равновесной конфигурации, и расчет усилий в нитях корда аналогичны расчетам для щин (см. стр. 336). Если резинокордный элемент подвески несимметричен относительно плоскости экватора (рпс. 12.10), то при изменении формы оболочки точка экватора смещается по профилю и, хотя общая длина нити L сохраняется, длины ее участков /i и h от экватора до каждой из точек борта изменяется так, что -f /j = L = onst. [c.396]

В книге рассмотрен широкий круг задач по расчету оболочек вращения и элементов тонкостенных конструкций на прочность, жесткость и устойчивость прн различных видах силового воздействия. Многие из этих задач возникли за последние годы в связи с развитием новой техники. К числу таких задач относятся, например, расчеты всевозможных торовых оболочек, нагруженных внутренним давлением, сферических оболочек, нагруженных локальными нагрузками, н. т. д. [c.2]

Примером безмоментных оболочек являются сосуды, изготовленные методом намотки. Расчет таких конструкций основан на нитяной модели материала, согласно которой внутреннее давление и силы, приложенные по краям оболочки, воспринимаются армирующими волокнами и вызывают в них только растягивающие напряжения. Такие конструкции и методы их расчета рассмотрены в работах Рида [67], Росато и Грове [6в], Шульца [75]. Современные методы расчета сосудов давления и корпусов двигателей изготовленных методом намотки [24, 42], учитывают изгиб оболочки, вызванный соответствующим характером нагружения, а также несимметрией распределения геометрических параметров или упругих свойств материала по толщине. Изгиб-ные напряжения, предсказываемые в этом случае теорией малых деформаций, могут оказаться значительными. Однако рассматриваемые оболочки обычно деформируются таким образом, что в процессе нагружения остаются безмоментными. На безмоментной теории, предусматривающей большие деформации системы, основан метод определения равновесных форм армированных оболочек. Обзор исследований, посвященных оптимизации безмоментных оболочек из композиционных материалов, приведен в работе Ву [901. [c.148]

В других случаях, использование в качестве исходной для линейного расчета конфигурации оболочки, нагруженной давлением, не позволяет выявить существенные особенности задачи. Тогда целесообразно использовать другой способ получения линеаризованных уравнений, предложенный Л. И. Балабухом и В. И. Усюкиным [52]. Отличие этого метода от рассмотренного выше состоит в том, что за исходное состояние оболочки принимается не действительное ее напряженнотдеформированное состояние под действием предварительной нагрузки, а другое, соответствующее какой-либо иной ее конфигурации (напомним, что при заданной конфигурации безмоментной оболочки внутренние силы определяются из уравнений статики). [c.379]

Анализу поведения оболочек с большим показателем изменяемости геометрии (гофрированных, с начальными осесимметричными неправильностями) при неизотермическом упругоп.ластическом деформировании и ползучести посвящены работы [2, 3]. Ниже приводятся результаты исследования такой оболочки при длительном статическом нагружении (рис. 8.3). Оболочка изготовлена из алюминиевого сплава В-95 с пределом текучести при температуре 150° С От = 21,1Ъ МПа, нагружена сжимающей осевой силой Р = 41,8 кн (или эквивалентным осевым смещением края А Wj = 0,7 мм), внутренним давлением р = 1,89 МПа и нагревается до температуры t = t г, z) = 150° С за 20 мин. Зависимости механических свойств от температуры, кривые деформирования и ползучести вводились в ЭВМ с использованием кубического сплайна. Аналогичное описание исиользова.лось и для представления исходной и текущих геометрий оболочки. В расчете рассматривался лишь один полугофр с граничными условиями Т = 0. = 0. [c.163]

Жесткости диафрагм выбираются исходя из общего расчета оболочки со шпангоутами на прочность и устойчивость. Давление в г-м гибком шланге, который прокладывается между внутренней поверхностью оболочки и торцевой поверхностью диафрагмы с целью ее герметизации, не должно превьт1ать более чем на 5-10% давление в г-й внутренней полости оболочки. Это способствует снижению влияния жесткости диафрагм на жесткость и прочность оболочки. В заданном положении диафрагмы удерживаются с помощью штанги. Их можно исключить лишь при слабом изменении осесимметричной составляющей давления вдоль образующей оболочки. В этом случае наружная и внутренняя ее поверхности нагружаются постоянной по длине осесимметричной составляющей давления, величина которой выбирается из условий обеспечения некоторого запаса прочности в наиболее опасных сечениях оболочки. К таким сечениям при докритическом напряженно-деформированном состоянии как в случае неравномерного, так и в случае равномерного нагружения внешним давлением относится корневое сечение. При потере устойчивости оно находится на расстоянии х < //3 от заделки. [c.355]

В качестве примера опишем процесс автоматизированного синтеза и определения НДС сосуда высокого давления, продольное сечение которого показано на рис. 24.1. Сосуд представляет собой тороидальную тонкостенную конструкцию, являющуюся комбинацией оболочек и шпангоутов. Нежесткие соединения элементов конструкции описываются точечными связями. Материал сосуда— упругий, конструкция нагружена внутренним давлением. Таким образом, расчет рассматриваемой конструкции сводится к решению задачи определения параметров НДС упругой оболочечной конструкции при ее осесимметричном нагружении. [c.386]

В гл. VI рассмотрены некоторые задачи по расчету оболоче вращения при нагружении их погонной осесимметричной нагруз кой. При некотором значении действующих на оболочки сил 0Н1 могут потерять устойчивость в сжатой зоне. При определени критического значения этих сил считаем, что оболочки нахо дятся под действием внутреннего давления. [c.325]

Оценку прочности сосуда давления разумно проводить по максимальным значениям напряжений Tj в направлении армирования. О характере их распределения можно судить по рис. 4.21. На первых шагах нагружения (на рис. 4.21, а даны результаты расчета для 1-го и 10-го шагов нагружения) по всей длине меридиана напряжения на внутренней (г = 0) и наружной (г = К) поверхностях различны, т. е. оболочка находится в моментном напряженном состоянии. С ростом нагрузки (на риС. 4.21, 6 даны результаты для 30-го и 40-го шагов нагружения) состояние днища приближается к безмо-ментному на всей длине (за исключением зоны действия дополнительного контактного давления). [c.189]

На рис. 36 приведены кривые прогибов, рассчитанные при нормальной температуре. Точка Iq на оси t определяет момент окончания действия импульсного давления q. Кривые, выделенные римскими цифра-рами I—III, соответствуют случаям амплитуды нагружения 10 20 30 МПа, статическое давление в жидкости полагалось равным 1 МПа. Кривые / рассчитаны с привлечением модели упругой жидкости, согласно уравнению Тэта (1.34) (алгоритм 1), кривые 2 — по модели кавитирующей жидкости (алгоритм 2), кривые 3 — с привлечением уравнений (1.49) (алгоритм 3), кривые 4 — по уравнениям Тэта (1.34) и (11.7) в зонах сплошной и двухфазной жидкостей соответственно (алгоритм 4). Из рассмотрения кривых рис. 36 следует отличие относительно друг друга поведения кривых 1—4 в случаях внешней и внутренней оболочек. Прогибы внешней оболочки, рассчитанные по разным алгоритмам, не отличаются принципиально друг от друга, хотя лучше согласуются в момент окончания расчетов (кривые 2 и 4). Следовательно, рассмотрение кривых на рис. 36 а не позволяет отдать предпочте- [c.118]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...