Исследовательская часть

Объект исследования

Цель исследования. Целью исследования является установление оптимальных методов расчёта напряжённо-деформированного состояния сварного конструкций, работающих под давлением, обеспечивающих возможность рационального проектирования изделий при минимальном расходе материала с заданным коэффициентом запаса прочности.

В настоящее время нет достоверных методов расчёта, отражающих действительную работу сварных конструкций под избыточным давлением.

Расчёт на прочность сварных конструкций методом сопротивления материалов, особенно для конструкций, работающих под избыточным давлением, предусматривает ряд допущений:1 гипотеза плоских сечений; 2 гипотеза одноосных собственных напряжений; 3 гипотеза линейных источников нагрева и предельного теплового состояния; 4 ограничения в отношении свойств металлов; 5 условная зависимость предела текучести от температуры.

Методы. Для анализа напряжений и деформаций в сварных швах в последнее время стало возможным использовать средства вычислительной техники, например, программу Solid Works (приложение Solid Works Simulation), программу UGS NX (приложение NX Nastran), программу КОМПАС-3D (приложение APM FEM).

Результаты. Расчёт методом сопротивления материалов по ГОСТу 14249-89 отличаются от результатов расчёта методами конечных элементов. При увеличении давления внутри корпуса гидроамортизатора наблюдается увеличение разности напряжений в расчётах методами конечных элементов и методом сопротивления материалов. При внутреннем давлении более 11 МПа разница достигает почти 50%. Этот факт необходимо учитывать при проектировании подобных конструкций.

Вывод. Совместное использование различных методов расчёта напряжённо - деформированного состояния сварного корпуса позволяет рационально спроектировать изделие при минимальном расходе материала с заданным коэффициентом запаса прочности [1].

Ключевые слова:метод конечных элементов, допускаемые напряжения, сварные конструкции.