Напряжения в оболочках от гидростатического давления

С. И. Губкин писал [15] Весь объем поковки в последний момент штамповки может быть разделен на три зоны. Первая зона концентрированного неоднородного напряженного состояния находится вблизи выхода металла в облойный мостик. Вторая зона занимает центральную часть поковки и по внешнему виду имеет линзообразную форму. Третья зона представляет как бы оболочку, в которую заключена линзообразная зона напряженного состояния. В этой зоне пластическая деформация отсутствует и имеет место однородное напряженное состояние (гидростатическое давление). Для третьей зоны девиаторная часть напряженного состояния равна пулю. Правильность этого предположения была проверена как на самом веществе, привлеченном для оптического анализа напряженного состояния, так и на металлических моделях . [c.323]

При решении обратим внимание на две особенности рассматриваемой задачи. Во-первых, внешняя нагрузка при изгибе оболочки меняет свое направление гидростатическое давление в каждой точке оболочки действует по нормали к деформированной поверхности. Во-вторых, начальное напряженное состояние оболочки неоднородно по толщине пакета. [c.113]

При предложенной в работе [275] параметризации срединной поверхности торсовой оболочки одно семейство криволинейных координат составляют прямолинейные образующие торса, а другое — плоские кривые, образованные сечением поверхности плоскостями, проходящими через общую прямую двух пересекающихся плоскостей, в которых лежат направляющие эллипсы. Методом криволинейных сеток проведен расчет по определению напряженно-деформированного состояния оболочки спиральной камеры, 18 элементов которой представляют собой торсовые поверхности с направляющими в виде окружностей, от действия внутреннего гидростатического давления. [c.262]

Приведем некоторые результаты численного исследования напряженно-де-формированного состояния слоистой цилиндрической оболочки. Вначале рассмотрим трехслойную оболочку с жесткими днищами, собранную из однородных изотропных слоев и нагруженную внутренним гидростатическим давлением интенсивности Р. Формулами [c.168]

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 этом параграфе на примере осесимметричного изгиба цилиндрической оболочки исследуется зависимость расчетных значений характеристик напряженно-деформированного состояния от параметра а (см. (6.2.6)), определяющего степень нелинейности закона распределения поперечных сдвиговых компонент тензора напряжений по толщине пакета слоев. Некоторые числовые данные, иллюстрирующие эту зависимость и полученные для трехслойной изотропной оболочки симметричного строения с жесткими днищами, нагруженной внутренним гидростатическим давлением, приведены в табл. 6.3.1, 6.3.2. Данные получены при R/h = 20, Е /Е = 30 остальные параметры имели значения [c.178]

Аналогичные закономерности оказываются справедливыми и для других типов оболочек. В табл. 6.3.3, 6.3.4 приведены зависимости от параметра а характеристик напряженно-деформированного состояния биметаллической изотропной цилиндрической оболочки с жесткими днищами, нагруженной внутренним гидростатическим давлением интенсивности Р. Через a Jp, и в этих [c.180]

Аналогичные методы, очевидно, пригодны и для случая сложного напряженного состояния. Последнее проще всего воспроизвести в тонкостенной цилиндрической оболочке, нагруженной внутренним гидростатическим давлением. Этот метод стал почти традиционным. [c.138]

В этих опытах испытывались образцы из мрамора — типичного представителя материалов, обычно относимых к категории хрупких. Цилиндрические образцы из мрамора подвергались простому растяжению в обычных лабораторных условиях и в условиях, когда на напряженное состояние от растягивающих сил накладывается большое гидростатическое давление. Для создания последнего образец, с помощью подходящей мягкой оболочки защищенный от проникновения внутрь его влаги, помещается в цилиндр гидростатического пресса (растягивающие силы прикладываются к образцу с помощью захватов, выводимых через специальные сальники в торцах цилиндра). Напряжения в образце при этом складываются из напряжений от растягивающих сил и давления [c.134]

ТОЛЬКО изотропная часть напряженного состояния, но также и девиаторная часть, определяющая деформации искажения, так как известно, что модули упругости и вместе с ними модули сдвига несколько возрастают, когда среднее напряжение а = —р принимает большие отрицательные значения, т. е. когда тело подвергается действию больших гидростатических давлений ), и значительно уменьшаются с приближением температуры 0 к температуре плавления тела 0ш. Оба эти эффекта должны сказываться, например, на упругом поведении пластов горных пород внешней твердой оболочки Земли, залегающих на больших глубинах и находящихся под действием больших давлений и температур. [c.24]

Математическое определение внутреннего напряженного состояния в ограниченной части или во всей твердой внешней сферической оболочке Земли — одна из главных задач геомеханики, сопряженная, однако, со значительными трудностями. Причина этого состоит в том, что, во-первых, система огромных вековых внешних массовых сил, которые обусловливают суточные упругие деформации коры и за геологические времена вызвали пластические деформации и перемещения частей наружной сферической оболочки, не может быть еще определена с приемлемой достоверностью. Во-вторых, мало изучено комбинированное влияние гидростатического давления р и температуры 0, возрастающих на большой глубине до высоких значений, на упругость, вязкость и пластическое поведение пород в коре на больших глубинах. [c.771]

Более того система импульсивных сил — растягивающих нормальных напряжений, — идущих по касательной к поверхности Земли, наложившаяся на гидростатическое давление, обусловленное весом пород, разорвала начальную тонкую сферическую оболочку Земли. Это был гигантский процесс разрушения, с которым не сравнится никакое преобразование континентального плато Евразии за все время его существования. Однако распространение упомянутых трех начальных трещин на север, по-видимому, потребовало большой затраты времени на их развитие, которое замедлялось из-за пластической деформации примыкающих областей и постепенно затухало, так что древние начальные береговые линии севера Атлантического океана (восточные и западные) между современными 30 и 60° северной широты распознаются не столь отчетливо. Различные физико-географические подробности, касающиеся внутренних морей, говорят о том, что, вероятно, вслед за первым импульсивным процессом в западной Евразии в течение долгого времени преобладала установившаяся система растягивающих напряжений небольшой интенсивности, направленных параллельно биссектрисе угла Гвинейского залива. Это могло бы объяснить возникновение обращающих на себя внимание понижений (рифтовые долины) Адриатического и Красного морей и Персидского залива, длинные оси которых почти перпендикулярны направлению только что упомянутых растягивающих напряжений. [c.799]

Первое слагаемое, выражающее мембранные напряжения , включает в качестве результирующих нормальные и касательные силы на единицу ширины сечения, причем те и другие лежат в касательной плоскости к срединной поверхности оболочки вторые — напряжения изгиба — уравновешивают изгибающие и крутящие моменты на единицу ширины, которые могут передаваться оболочкой. Последние компоненты напряжения обычно имеют значительные величины возле краев незамкнутых оболочек или вблизи особенностей напряжений. В тонкой оболочке пород Земли, которая представляет собой замкнутую оболочку постоянной кривизны, мы можем полностью пренебречь напряжениями изгиба. Мы сосредоточим поэтому свое внимание в дальнейшем исключительно на мембранных напряжениях ), опуская рассмотрение местных эффектов изгиба и не выписывая членов, учитывающих рост гидростатического давления с глубиной под действием веса пород (предполагая, что эти последние члены могут быть, если понадобится, добавлены к силам, обусловленным иными причинами). [c.819]

Случай 1. В оболочке действуют одни только приливные объемные силы притяжения. Как можно видеть из предыдущих формул, система результирующих твердо-приливных объемных сил V находится в равновесии внутри тонкой полой замкнутой сферической оболочки пород поскольку мы не включили в рассмотрение гидростатическое давление, обусловленное весом пород ), то не нужны никакие внешние силы, чтобы поддерживать полую оболочку, и ее можно считать свободно плавающей в пространстве. Очевидно, что в этой осесимметрично нагруженной оболочке главные направления напряжений известны заранее. Они проходят для главного напряжения 0 по большим кругам ( меридианам по отношению к положению Луны), сходящимся в двух полюсах и М2 (рис. 17.52), над которыми Луна находится в зените и в надире, а для главного напряжения 02 — по параллелям с центрами в точках М , М2. [c.822]

Задача динамической устойчивости для упруго-пластической оболочки с начальными несовершенствами решалась А. К. Перцевым (1964). Автором рассмотрен процесс потери устойчивости круговой цилиндрической оболочки, находящейся под действием внешнего гидростатического давления, к боковой поверхности которой приложена динамическая нагрузка. Считалось, что в пластических зонах компоненты напряжения остаются постоянными. Далее вводилась функция напряжений для прогибов и начальной погиби. Влияние жидкости на изгибное движение оболочки учитывалось приближенным коэффициентом. В результате ряда допущений оказалось, что уравнение неразрывности может быть проинтегрировано точно, а уравнение движения — методом Бубнова — Галеркина. В итоге-автор проанализировал поведение коэффициента перегрузки, определяющего превышение критической динамической нагрузки над соответствующей статической. С увеличением длительности действия нагрузки коэффициент перегрузки уменьшается, а при значениях длительности, равных или больших трех периодов собственных колебаний, становится практически равным единице. [c.322]

Сосуды и аппараты представляют собой конструкции, полученные сопряжением пластин и оболочек цилиндрической, сферической, конической, эллиптической, тороидальной и др. Наиболее распространенным видом нагрузки является гидростатическое давление. Напряженное состояние определяется мембранными напряжениями и напряжениями краевого эффекта. [c.23]

Тонкостенные оболочки рассчитываются в предположении, что они воспринимают только растягивающие напряжения от внутреннего гидростатического давления. Неравномерностью распределения напряжений по толщине оболочки пренебрегают. [c.104]

Для определения мембранных напряжений в оболочках вра- щения от гидростатического давления, используются уравнения I (5.1) и (5.2). В эти уравнения необходимо подставить значение " гидростатического давления, выраженного в зависимости от вы-. соты столба жидкости. [c.68]

НАПРЯЖЕНИЯ В СФЕРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКЕ, ОПЕРТОЙ ПО НЕКОТОРОМУ ПОПЕРЕЧНОМУ СЕЧЕНИЮ И НАГРУЖЕННОЙ ГИДРОСТАТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ [c.79]

В данном параграфе выведена аналогичная формула для цилиндрической панели с учетом действия на нее поперечной распределенной нагрузки. Влияние этой нагрузки на приведенную ширину будем учитывать через меридиональные и окружные напряжения, возникающие в цилиндрической оболочке от давления наддува и гидростатического столба жидкости. Для решения поставленной задачи применим уравнения (7. 10) [c.209]

В табл. П3.1 приведены формулы для вычисления перемещений, усилий и напряжений в цилиндрической оболочке от равномерного внутреннего давления и осевой силы, а также от гидростатического давления. [c.229]

В очередном выпуске приведены результаты исследований накопления повреждений и образования трещин, динамической концентрации напряжений вокруг отверстий, больших прогибов гибких оболочечных элементов и процессов газо- и гидростатического формования. Проанализированы вопросы устойчивости оболочек, включая многослойные оболочечные конструкции, при простом и комбинированном нагружениях. Рассмотрены методы расчета лепестковых упругих муфт, многослойных сосудов давления, динамических характеристик пластинчатых систем, а также другие вопросы прочности как в общей постановке для широкой номенклатуры машиностроительных конструкций, так и в виде конкретных рекомендаций для определенных узлов и деталей машин. [c.136]

Рассмотрим цилиндрическую оболочку, на которую действует осесимметричная радиальная смертвая нагрузка интенсивности Рг = Рг ( ) и осесимметричное внешнее гидростатическое давление р = р х). Начальное напряженное состояние оболочки считаем осесимметричным и безмоментным, причем [c.292]

Экспериментальное исследование устойчивости и напряженно-деформированного состояния трехслонных стеклопластиковых оболочек под действием гидростатического давления//Проблемы прочности. 1975. № 7. С. 81—84. [c.376]

Oxford F. Е. Е. S. 1931.) Стальной сферический сосуд имеет диаметр 91,5 см и толщину оболочки 0,95 см. Найти внутреннее гидростатическое давление, необходимое для того, чтобы вызвать в материале напряжение в 630 KZj M . [26 KZj M-.] [c.196]

Объектом расчета будем считать наиболее часто встречающийЬя на практике случай емкости, состоящей из цилиндрической оболочки (трубы), соединенной с днищами в виде тел вращения. Оболочку полагаем изотропной. Силовым воздействием считаем внутреннее гидростатическое давление р, принимаемое постоянным по длине оболочки. Расчет на прочность рассматриваемой емкости связан с определением напряжений в двух зонах в краевой зоне — области стыка цилиндрической оболочки с днтцем в зоне безмо-ментных напряжений, простирающейся почти на всем протяжении емкости, исключая узкие области краевого эффекта. Здесь необходимо рассмотреть напряженное сосзояние в краевых зонах, зонах стыка цилиндрической оболочки с днищами (рис. 11.11). [c.252]

Следуя алгоритму, описанному в п. 1.3, провели анализ изменения напряженного состояния бурта оболочки во времени. Установлено, что после релаксации девиаторных напряжений эпюра давлений несколько сглаживается (см. рис. 5.7,6). Происходит более интенсивное уменьшение напряжений в наиболее нагруженных точках, снижается суммарная реакция бурта. Уменьшение суммарных давлений в течение первого месяца составляет около 10 %. Далее релаксация напряжений протекает с включением гидростатического давления, но в целом скорость релаксационных процессов падает. Примерно за три года общее падение давления составляет 60 %, что обеспечивает приблизительно трехкратный запас сцепления по номинальному моменту. Однако при столь значительном предварительном сжатии бурта оболочки существенно снижается ее ресурс. С целью увеличения ресурса муфты можно рекомендовать 20 %-ное предварительное сжатие бурта оболочки (начальный запас сцепления по номинальному моменту равен шести) с последующей ежегодной подзатяжкой на 5 %. Технически это легко осуществимо. Приведенные результаты расчета выполнены для температуры упругого элемента 20 °С. Аналогичные расчеты можно выполнить и для других температурных условий. При этом необходимо лишь знать зависимость парциональных модулей упругости и времени релаксации от температуры. [c.110]

Пример задачи оптимизации. Рассмотрим задачу оптимального проектирования элемента корпуса несущей конструкции, представляющего собой многослойную биспирально армированную цилиндрическую ( = 25 см, = 30 см) оболочку из стеклопластика, нагруженную гидростатическим внешним давлением дэ-Оболочка в процессе эксплуатации не должна терять устойчивости и выдерживать в течение конечного промежутка времени действующее давление. Таким образом, несущая способность оболочки определяется реализацией в к01Нструкции при заданных условиях докритического напряженно-дефор.мированного состояния. Критерий эффективности проекта — минимум массы оболочки. [c.259]

Так как топливные контейнеры по весу составляют большую часть снаряда, то их анализ заслуживает особого внимания конструктора. В полете внутреннее давление на стенки баков обусловлено либо гидравлическим напором топлива за счет инерционных сил при ускорении снаряда плюс давление подпора для эффективной подачи топлива к двигателям в жидкостных ракетных системах, либо давлением газов горящего топлива в твердотопливных ракетных системах. Следовательно, нужно найти форму сосуда, имеющего наименьший вес при данном давлении, с учетом или без учета гидростатического напора. Безотносительно к другим факторам, наилегчайшим сосудом при данном объеме будет сферическая оболочка, которая имеет наименьшую площадь при данном объеме и наименьшие напряжения в стенках приданном внутреннем давлении. Эту форму нужно незначительно изменить, если потребуется учесть гидростатический напор. На рис. 17.5 показана зависимость отношения веса цилиндрического бака к весу сферического бака и отношения радиуса цилиндрического бака к радиусу сферического бака от удлинения ) цилиндрического бака при равных значениях объемов баков и максимальных [c.565]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...