Расчет на прочность тонкостенных оболочек вращения и толстостенных цилиндров - 11 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Из формул (14) и (15) следует, что при действии только внутреннего давления напряжения σ
t
в лю-
бых 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 цилинд-
ров, 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 на-
тяга, тем больше начальные напряжения.
Способ уменьшения напряжений σ
t
и, как следствие, повышение прочности толстостенных цилинд-
ров путем замены сплошного цилиндра составным был предложен академиком А. В. Гадолиным.
Обозначим через b и c радиусы наружного цилиндра, через a и b +∆/2 радиусы внутреннего цилин-
дра, а натяг (см. рис. 9).
При одинаковой длине соединенных цилиндров контактное давление р
к
равномерно распределено
по посадочной поверхности.
Подставив в уравнения (14) и (15) параметры, характеризующие напряжения в наружном цилиндре
получим
;
22
22
bс
bс
р
кt
+
=σ
(16)
.
кr
p
=
σ
(17)
Аналогично можно определить напряжения, возникающие на посадочной поверхности внутрен-
него цилиндра
;
22
22
ab
ab
р
кt
+
=σ
(18)
.
кr
p
=
σ
(19)
/2
b+/2
a
c
b
l
l
Рис 9