Отливки с тонкой оболочкой для трубопроводной арматуры (часть 1)

только в текущем разделе

Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Сибирь" ИНН 5405075282 Erid: 2SDnjf1Guop

К группе отливок c тонкими оболочками относятся различного рода емкости, имеющие вид баков, котлов, барабанов, тиглей и т. п., труб и различной трубопроводной арматуры, кожухи машин (например, турбин, насосов) и т. п.

Расчет прочности тонкостенных отливок является весьма сложным вопросом, полностью в настоящее время еще не решенным. Более подробно разработаны вопросы расчетов отливок типа камер сжатия. Развитие авиации и новых методов конструирования послужили толчком для разработки методов расчета тонкостенных деталей. Отдельные сведения по вопросам оболочковых конструкций разбросаны в многочисленных литературных источниках. Рассмотрение методов расчета оболочек выходит за рамки настоящей книги. В качестве примера рассматривается несколько простых тонкостенных отливок в виде тел вращения, работающих под давлением. Такие тела типичны для трубопроводной арматуры, которую в широком ассортименте можно  приобрести в компании Смартинокс (нержавеющая и запорная арматура).

Если толщина стенок сосуда незначительна по сравнению с радиусом R их кривизны (g < 0,1R) и стенки не имеют резких изменений толщины, кривизны и уклонов, то напряжения, возникающие под влиянием внутреннего давления, равномерно распределяются по толщине стенок («оболочковые напряжения»). При этом заранее предполагается, что внешние силы, равномерно распределенные по краям оболочки, являются касательными к образующим.

Напряжение в определенной точке сосуда, действующее в направлении образующей, обозначается σ₁ действующее в параллельном направлении σ₂, радиусы средней кривизны данной точки поверхности оболочки в направлении образующей и в перпендикулярном к ней направлении - соответственно R₁ и R₂, толщина стенки g, внутреннее давление р.

Уравнение равновесия в данной точке имеет вид

σ₁/R₁ + σ₂/R₁ = p/g

В табл. ниже (номера 1-4) приведены формулы для подсчета напряжений в оболочках и деформаций сосудов в виде цилиндра, шара, конуса и произвольной оболочки в виде тела вращения. При составлении этих формул принято, что в сосуде имеется внутреннее давление; их можно применять также для случая наружного давления, но при этом р берется с отрицательным знаком. Расчеты остаются справедливыми, если нагрузки не превышают критических напряжений, а оболочки не теряют жесткости.

В табл. выше приняты следующие обозначения:

р - давление в кг/см²;

σ₁ и σ₂ - напряжение в оболочке, направленное по образующей и параллельное ей (положительное при растяжении), в кГ/см²;

М₀ - изгибающий момент (постоянный для данной полосы) в кГ/см² на 1 см длины полосы (положительный, когда сила действует в направлениях, указанных на эскизах);

Q - поперечная сила в кГ на 1 см длины полосы (положительная, когда сила действует в направлениях, указанных на эскизах);

R₁ - радиус кривизны образующей в см;

R₂ - радиус кривизны в плоскости, перпендикулярной к образующей, в см;

R - радиус кривизны в параллельной плоскости в см; g - толщина стенки в см;

Е - модуль упругости в кГ/см²; р - коэффициент Пуассона.

При наличии резкого изменения толщины стенок, кривизны их или уклона в направлении образующей возникают изгибающие и срезывающие напряжения на рассматриваемом и соседних участках. Эти дополнительные напряжения (называемые «напряжениями неровности») накладываются на существующие напряжения оболочки.

В табл. выше (номер 5) для примера дан способ расчета цилиндрического сосуда, усиленного кольцом. Этот случай представляет большой интерес для конструктора отливок.

Далее рассматривается вопрос прочности ребристых отливок в виде тонких оболочек. Насколько известно, вопрос этот до сих пор в литературе не разработан.

Необходимо прежде всего произвести классификацию ребер в зависимости от их роли в отливке. Ребра подразделяются следующим образом:

1) усиливающие ребра, назначением которых является увеличение прочности отливки в известных направлениях путем увеличения некоторых сечений и таким образом путем уменьшения напряжений;

2) разводящие ребра, имеющие назначение воспринимать сосредоточенные нагрузки и переносить их рассредоточенно на тонкие стенки отливки;

3) ребра жесткости - для усиления жесткости слабых элементов отливки, деформация которых могла бы вызвать дополнительные опасные для отливки напряжения;

4) ребра конструктивные, т. е. такие, которые являются элементами конструкции машины и имеют определенные назначения; к этой категории относятся, рапример, направляющие ребра, охлаждающие ребра и т. п.;

5) ребра технологические, применяемые исключительно в связи с технологическим процессом изготовления отливки. К ним относятся: усадочные ребра (имеющие целью предохранить отливку от трещин во время усадки), ребра в виде распорок и стяжек, предохраняющие отливку от деформации во время остывания и обработки и удаляемые после обработки отливок.

Страница 2 (следующая)

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости