2020-10-12
94
Введение
Основное требование к сварной конструкции заключается в том, что значения напряжений от реального нагружения должно быть меньше допускаемых напряжений.
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.
Материалы и методы решения задачи
Допускаемое напряжение [σ] при расчете по предельным нагрузкам сосудов и аппаратов, работающих при статических однократных нагрузках, определяют:
(1)
где σ т = 230 МПа - предел текучести стали ВСт3;
σ в = 460 МПа - предел выносливости стали ВСт3;
n т = 1,5 – коэффициент запаса;
n в = 3,0 – коэффициент запаса.
Таким образом, допускаемое напряжение [ σ ] = 154 МПа.
|
|
|
Согласно ГОСТ 14249-89 отдельно рассчитываем толщину стенки цилиндра гидроамортизатора. Примем, что толщина стенки цилиндра гарантирована и равна 3 мм. Тогда предельное давление рассчитывается по формуле:
(2)
=11,17 МПа
где 
= 0,9 коэффициент формы сварного шва;
D = 64 мм – внутренний диаметр цилиндра;
s = 3 мм – толщина стенки цилиндра;
k =0,9 – коэффициент, учитывающий наличие отверстия в цилиндре.
= 154 МПа – допускаемое напряжение.
Отсюда, допускаемое давление 
= 11,17 МПа.
Напряжения, возникающие в цилиндре при нагружении, вычисляются по формуле:
(3)
где p – давление, прикладываемое к цилиндру
Результаты зависимости напряжений в цилиндре от внутреннего давления представлены в таблице 1.
Таблица 1. – Зависимость напряжений в цилиндре от внутреннего давления
Table 1. – The dependence of the stresses in the cylinder from internal pressure
| Давление, МПа | 1.519875 | 2.0265 | 8.106 | 8.612625 | 9.11925 | 10.1325 | 11.14575 |
| Напряжение, МПа | 20,95 | 27,94 | 111,75 | 118,73 | 125,72 | 139,69 | 153,66 |
