Расчет на прочность тонкостенных оболочек вращения и толстостенных цилиндров - 12 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Если внутренний и наружный цилиндры изготовлены из одного и того же материала, то контактное
давление р
к
определяется зависимостью
,
2
22
22
22
22
+
+
+
=
bc
bc
ab
ab
b
E
p
к
(20)
где Емодуль упругости материала внутреннего и наружного цилиндров.
За счет натяга в составном цилиндре возникают начальные напряжения, характер изменения которых
по наружному сечению показан на рис. 10.
При приложении внутреннего рабочего давления на начальные напряжения накладываются ра-
бочие напряжения (показаны на рис. 11 пунктиром). Суммарные напряжения показаны на рис. 11.
Рис. 10 Рис. 11
В точках, расположенных на внутренней поверхности составного цилиндра, суммарное окружное
напряжение получается меньше, чем в тех же точках целого цилиндра.
Оптимальное значение натяга можно определить из условия равнопрочности внутреннего и на-
ружного цилиндров, оптимальное значение радиуса контактной поверхностииз условия наи-
большего снижения эквивалентного напряжения в опасной точке.
В соответствие с этим оптимальный радиус контактной поверхности:
.
21
rrr
к
= (21)
Натяг соответствующий этому радиусу и внутреннему давлению р
в
:
.
2
кв
E
rp
=
(22)
Необходимо отметить, что детали, предназначенные для соединения с натягом, должны изготав-
ливаться с большой точностью, т.к. даже небольшое отклонение от номинальной величины натяга
может привести к снижению прочности соединения.
В технике высоких давлений, кроме посадки, применяется так называемое автофретирование,
которое заключается в предварительной нагрузке цилиндра внутренним давлением, бóльшим рабо-
чего, с таким расчетом, чтобы во внутренних слоях цилиндра возникали пластические деформации.
После снятия давления во внешних слоях цилиндра сохраняются упругие напряжения растяжения, а
во внутренних слоях возникают деформации сжатия (см. рис. 12).