Материал: РГР по ОРО

Скачать файл

Заказать новую работу

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Составим уравнение равновесия для верхней отсеченной части оболочки

в проекции на вертикальную ось у: 2 ∙ ∙ − над ∙ ∙ 2 = 0 . Отсюда получаем меридиональное напряжение

= над2∙ ∙ = 0,45∙1052∙ = 23,6 МПа.

Находим нормальное кольцевое напряжение . Для цилиндра 1 = ∞; 2 =.

Поэтому из уравнения Лапласа получаем

		∙		0,45∙106∙105		47,3
=	над		=		=		МПа.
=			=		=		МПа.

3. Участок цилиндра под зеркалом жидкости.

Расчетная схема рис. 4 будет отличаться от схемы на рис. 3 тем, что здесь необходимо дополнительно учесть давление жидкости на стенку цилиндрической оболочки (высота столба жидкости h).

Рис. 4. Сечение цилиндрического бака под зеркалом жидкости.

Уравнение равновесия в проекции на вертикальную ось бака у остается

без изменений: 2 ∙ ∙ − над ∙ ∙ 2 = 0 .

Поэтому меридиональное напряжение не меняется:

= над∙

= 0,45∙105 = 23,6 МПа.

2∙

∆

Кольцевое напряжение определяем из уравнения Лапласа

где ∆ = над + ∙ ∙ = 0,45 + 0,145 ∙ 10−5 ∙ 9810 ∙ 14,9 = 0,66 МПа 1 =

∞;	= . Отсюда =	∆ ∙	=	0,66∙105	=	69,5	МПа.

2

4. Участок нижнего полусферического днища.

Для нижнего днища отсечем нормальным коническим сечением с углом 2 при вершине нижнюю часть сферической оболочки (рис. 5).

Рис. 5. Сечение участка нижнего полусферического днища.

Составим для нее уравнение равновесия внешних и внутренних сил в проекции на вертикальную ось оболочки у. Получаем:

2 ∙ ∙ ∙

∙ sin − ∆ ∙ ∙ 2

−

= 0,

где = ∙ sin -радиус кольцевого расчетного сечения оболочки;

∙ 2-площадь расчетного поперечного сечения оболочки;

∆ = над + ∙ ∙ ( + ∙ cos )- давление

расчетном

сечении

оболочки;

ш = ∙ ∙ ш-вес жидкости в объеме шарового сегмента.

Подставляя значения ,

∆, ш в уравнение равновесия, определяем

меридиональное напряжение

∆ ∙ ∙ 2+ ш

над∙

∙ ∙ ∙

∙ ∙ 2

∙

1−cos3

0,45∙105

2∙ ∙ ∙sin ∙

2∙

3∙

2∙

0,145∙10−5∙9810∙105∙14,9

0,145∙10−5∙9810∙1052

∙

1−cos3

МПа.

2∙

Уравнение Лапласа для сферической оболочки имеет вид:

+ = ∆ ∙ .

Подставляя в уравнение Лапласа , находим кольцевое напряжение в расчетном сечении оболочки

над∙

∙ ∙ ∙

∙ ∙ 2

∙ (3 ∙ cos −

1−cos3

) =

0,45∙105

2∙

3∙

2∙

0,145∙10−5∙9810∙105∙14,9

0,145∙10−5∙9810∙1052

∙ (3 ∙ cos −

1−cos

) МПа.

2∙

В полюсе нижнего днища ( = 0°):

∙

∙ ∙ ∙

∙ ∙ 2

0,45∙105

0,145∙10−5∙9810∙105∙14,9

= =

над

2∙

0,145∙10−5∙9810∙1052

113,2

МПа.

2∙

По полученным напряжениям в характерных сечениях бака строим эпюры напряжений и (рис. 6).

																Таблица 2.

	N точки				φ, град				σφ , МПа		σθ, МПа

	1			90			113,2				43,7
											−
											−

	2			80			115,2					−		4,8



	3			70			120,0				30,0



	4			60			126,2				60,9



	5			50			132,9				87,8



	6			40			139,2				110,5



	7			30			144,7				128,5



	8			20			148,9				141,7



	9			10			151,5				149,7



	10			0			113,2				113,2



	Примечание. Скачок на эпюре напряжений соответствует

погонной реакции опоры обечайки бака. Так, над опорой											=		над∙					=
погонной реакции опоры обечайки бака. Так, над опорой											=							=
															2∙
	0,45∙105		23,6												2∙
	0,45∙105	=	23,6		МПа. Под опорой можно определить, вычислив вес
		=			МПа. Под опорой можно определить, вычислив вес
	2∙
	2∙
жидкости в баке:
				= ∙ ∙ ∙ 2		∙ ( +		2∙	) = 3,14 ∙ 0,145 ∙ 10−5 ∙ 9810 ∙ 1052	∙ (14,9 +							2∙105		) =
				= ∙ ∙ ∙ 2		∙ ( +			) = 3,14 ∙ 0,145 ∙ 10−5 ∙ 9810 ∙ 1052	∙ (14,9 +									) =
			б			3								3

41807 кгс2∙м.

Этот вес распределяется по контуру 2 ∙ опорной обечайки. Погонная реакция опоры

=	б	= ∙ ∙ ∙ (	+	) = 0,145 ∙ 10−5 ∙ 9810 ∙ 105 ∙ (	14,9	+	105	) = 63,40 Н.
=		= ∙ ∙ ∙ (	+	) = 0,145 ∙ 10−5 ∙ 9810 ∙ 105 ∙ (		+		) = 63,40 Н.
	2 ∙ ∙	2	3		2		3
	2 ∙ ∙	2	3		2		3
				8

Следовательно, под опорой меридиональные напряжения определяются по формуле

∙ ∙

0,145 ∙ 10−5 ∙ 9810 ∙ 105

14,9

105

63,40

∙ (

) =

∙ (

) =

Па.

Рис. 6. Эпюры безмоментных напряжений и

вцилиндрическом топливном баке.

5.Определение толщины стенок бака

Для каждого участка бака находим сечение, в котором напряженияили принимают максимальное значение. По максимальному значению

напряжения, взятому с эпюры, составляем условие:

≤ [ ], где

900∙106

[ ] =

= 600 ∙ 106 Па; = 1,2 … 1,6;

1,5

-числитель дробного выражения, определяющего на эпюре (рис. 6)

значения напряжений ,

. Этот числитель представляет собой погонное

усилие

или в расчетном сечении оболочки.

Отсюда следует, что толщина стенки может быть определена по

формуле =

мм.

[ ]

600∙10

Таким образом, получаем: для верхнего днища 1 = 1,6 ∙ 10−3; для обечайки бака 2 = 0,79 ∙ 10−3 ; для нижнего днища 3 = 0,41 ∙ 10−3.

По выбираем окончательно толщину стенки бака б = 1,6 ∙ 10−3. По расчетной толщине стенки подбираем толщину листа согласно ГОСТу 22178-76 в ред. 1990 принимаем, δ = 0,8 мм.

Вывод: В данной лабораторной работе с помощью расчетов были построены эпюры меридиональных и кольцевых напряжений на 4 участках цилиндрического бака (верхнего эллиптического днища, цилиндра над зеркалом жидкости, цилиндра под зеркалом жидкости, нижнего полусферического днища). Также определены толщины стенок баков, на основе этого были определены толщина стенки бака и толщина листа по ГОСТу 22178-76 в ред. 1990 принимаем, δ = 0,8 мм.

7.Расчет циллиндрического бака на прочность МКЭ.

Сравним степень деформации бака нагрузив его в программном продукте NX методом конечных элементов (МЭК).

Рис. 7. Эскиз бака горючего

Смотрите также:

1849
207
5S как система наведения порядка, чистоты и укрепления дисциплины
C167_RUS
Churn modeling для прогнозирования оттока клиентов в предприятиях
gH4zNnoHVd
mhpm7b8a120arev0
PR лекция с презентацией
Section 5-6 решение
Unit 12