Расчет на прочность тонкостенных оболочек вращения и толстостенных цилиндров. Першин В.Ф - 9 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Рис. 7 Рис. 8
Анализ формул Ламе показывает, что увеличение толщины не может во всех случаях обеспечить необходимой
прочности цилиндра. Поэтому для сосудов высокого давления необходимо искать какие-то другие конструктивные решения.
Одним из таких решений является создание составных, соединенных с натягом, цилиндров. Этот прием используется как в
технике высоких давлений, так и в артиллерийской практике для упрочнения стволов мощных орудий.
В результате натяга в трубах возникают нормальные напряжения, которые частично компенсируют напряжения в трубе
от действия высокого давления.
СОСТАВНЫЕ ЦИЛИНДРЫ. АВТОФРЕТИРОВАНИЕ.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Из формул (14) и (15) следует, что при действии только внутреннего давления напряжения σ
t
в любых точках цилиндра
положительны и по абсолютной величине больше напряжений σ
r
. Наибольшего значения напряжения σ
t
достигают у точек
внутренней поверхности цилиндра, где они равны
σ
t В
НВ
НВ
P
rr
rr
=⋅
+
22
22
(см. рис. 7).
В остальных точках напряжения σ
t
меньше этого значения.
Наибольшее значение σ
t
можно уменьшить путем применения составных толстостенных цилиндров, состоящих из
более тонких труб, надетых друг на друга. При этом наружная труба изготавливается с внутренним диаметром, несколько
меньшим наружного диаметра внутренней трубы. Разница между этими диаметрами до сборки принимается до изготовления
и называется натягом.
Чтобы соединить цилиндры наружный цилиндр обычно нагревают, он расширяется и появляется возможность одеть
его на внутренний цилиндр. Возможно также охлаждение внутреннего цилиндра в жидком азоте или запрессовка
цилиндров в друг друга. После сборки выравнивается температура, наружный цилиндр плотно охватывает внутренний
и получается надежное соединение.
В результате натяга в трубах возникают начальные напряжения, причем, чем больше величина натяга, тем больше
начальные напряжения.
Способ уменьшения напряжений σ
t
и, как следствие, повышение прочности толстостенных цилиндров путем замены
сплошного цилиндра составным был предложен академиком А. В. Гадолиным.
/2
b+/2
a
c
b
l
l
Рис 9
σ
t
σ
r
σ
t
σ
r
P
н
P
в