Проектувальний_розрахунок_днищ_бака. Розрахунок днищ бака 1 Розрахунок верхнього днища бака
 Скачать 56.7 Kb.
|
|
Проектувальний розрахунок днищ бака 4.2.1 Розрахунок верхнього днища бака В  даній конструкції використовується ввігнуте сферичне днище, що навантажене внутрішнім тиском в баці. Тож, даний конструкційний елемент працює на стиск в результаті дії тиску, необхідно проводити розрахунок на міцність та стійкість. Використовуємо розрахункову схему представлену на рис.5. Рис.5 Розрахункова схема верхнього днища Проектувальний розрахунок гладкого сферичного днища Розрахунок на міцність Визначимо величину розрахункового значення тиску:  де  - можливе відхилення значення тиску від номінального.Для сфери маємо відомі значення кільцевих та меридіональних напружень, які розраховуються за наступними формулами:  Так як при розрахунках використовуємо безмоментну теорію оболонок та гіпотези Кірхгофа-Лява, то напруження по товщині приймаються  . Отже, маємо плоский напружений стан і розрахунок будемо проводити за допомогою третьої теорії міцності: Умовою міцності циліндричної оболонки буде:   Тепер можемо розрахувати товщину:  Підставивши значення отримаємо товщину стінки:  Відповідно до технологічних вимог приймемо значення товщини  Розрахунок на стійкість Визначимо величину розрахункового значення тиску: де - можливе відхилення значення тиску від номінального.Товщину знайдемо виходячи з умови стійкості:  Визначимо критичну величину тиску:  Виходячи з умови стійкості та значенні критичного тиску можемо визначити необхідну товщину оболонки, коефіцієнти приймаємо  : Відповідно до технологічних вимог приймемо:  Висновки для верхнього днища з гладкою стінкою Для забезпечення міцності та стійкості обираємо більше значення з двох отриманих товщин, тобто товщину в з розрахунку на стійкість. Отже, остаточно приймаємо: Проведемо перевірку працездатності такої оболонки, визначивши коефіцієнти запасу міцності та стійкості в критичних значеннях навантажень. Перевірка роботоспроможності Розрахуємо коефіцієнт запасу міцності за формулою (  : Де  В результаті отримаємо:  Розрахуємо коефіцієнт запасу стійкості за формулою ( :  Отже, ми отримали працездатну оболонку, оскільки коефіцієнти запасу міцності та стійкості більші одиниці. Така конструкція не забезпечує критерій мінімуму маси, так як запас міцності майже в 2 рази перевищує запас стійкості. З цього можна зробити висновок про раціональність розрахунку підкріпленої оболонки. Проектувальний розрахунок вафельного сферичного днища Для сферичних оболонок можливе радіально-кільцеве, перехресне і тільки радіальне розміщення ребер. Експериментальною перевіркою установлено, що чисельні варіанти слідує вважати рівноцінними по масі. Тож, для того, аби зменшити масу днища зробимо проектувальний розрахунок сферичного днища з перехресним розміщенням ребер (рис.6, б). Розрахунок проводитимемо по алгоритму, представленому в [1].  Рис.6 Різновид розміщення підкріплюючих ребер: а) радіально-кільцеве; б) перехресне; в) радіальне Розрахункове значення сили приймаємо з розрахунку на стійкість гладкої оболонки. Задаємо коефіцієнти ефективності конструкції (відношення товщини початкової товщини до товщини стінки):   .Розраховуємо число B, прийнявши коефіцієнт  : Визначимо товщину стінки оболонки, враховуючи прийняті коефіцієнти:  Відповідно до технологічних вимог приймаємо:  Визначимо початкову товщину листа, та знайдемо висоту підсилюючих елементів:   Розрахуємо геометричні параметри підкріплень: Визначаємо крок першого кільцевого ребра:   Далі розраховуємо ширину кожного кільцевого ребра:  Відповідно до технологічних вимог приймемо:  Тепер можемо визначити значення товщини еквівалентної гладкої стінки для порівняння масових характеристик та оцінки раціональності її використання.  |