Referat.me

Название: Аналіз напруженого стану складених тонкостінних оболонок

Вид работы: контрольная работа

Рубрика: Промышленность и производство

Размер файла: 66.61 Kb

Скачать файл: referat.me-298508.docx

Краткое описание работы: Визначення силових характеристик в усіх діаметральних перерізах сферичної оболонки циліндричної обичайки апарата. Меридіональні і колові напруження оболонки. Побудова епюр напружень закритої оболонки. Зовнішня сила внутрішнього надлишкового тиску.

Аналіз напруженого стану складених тонкостінних оболонок

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Кафедра ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ

ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ

Тема

АНАЛІЗ НАПРУЖЕНОГО СТАНУСКЛАДЕНИХ ТОНКОСТІННИХ ОБОЛОНОК

Виконав

студ. гр. М-ІV-4

Веремей А.В

Перевірив

Бабко Є.М

КИЇВ 2010р.


Визначення силових характеристик

Зона І

Зона І включає в себе кришку апарата, яка являє собою сегмент сфери. Ця зона навантажена тільки надлишковим тиском газу Рн . Як відомо, в усіх діаметральних перерізах сферичної оболонки меридіональні і колові напруження будуть однакові і за рівномірного зовнішнього навантаження можуть бути знайдені за виразом:


Па

де Sсф - товщина сферичної кришки.

Зона ІІ

Відсікаємо частину апарата по даній зоні коловим перерізом 1-1 і відкидаємо нижню частину. Дію відкинутої частини апарата на ту, що залишилася, замінюємо дією меридіональних сил Nм.

У цьому випадку частина апарата перебуває у стані рівноваги.

Колові напруження в даній зоні можуть бути визначені за рівнянням Лапласа

Оскільки у нашому випадку Rм =∞, а Rк =D/2, рівняння набуває вигляду

оболонка циліндричний напруження апарат


MПа

Для визначення меридіональних напружень складемо рівняння рівноваги відсіченої зони

Зовнішня сила внутрішнього надлишкового тиску

Внутрішні меридіональні сили Nм визначаємо за діючим в перерізі 1-1 меридіональним напруженням σм

Підставимо ці значення в рівняння рівноваги і одержимо

де Sц - товщина циліндричної частини апарата.

Звідси розв’язуючи рівняння відносно σм маємо

MПа


Зона ІІІ

Зона ІІІ включає в себе ділянку циліндричної обичайки апарата, незмінну за своєю геометрією та навантажену також незмінними за своїм характером зовнішніми силами (хоча і змінними за своєю величиною).

В меридіональному перерізі даної зони діють такі зовнішні сили:

- внутрішнього надлишкового газового тиску;

- гідростатичного тиску рідини, яка знаходиться над рівнем перерізу оболонки, в якому визначаються напруження.

Колові напруження будуть змінюватись по довжині оболонки, бо одна із зовнішніх діючих сил змінна в осьовому напрямку.

Меридіональні напруження будуть постійними і рівними меридіональним напруженням в зоні ІІ

Колові напруження шукаємо з рівняння Лапласа, де потрібно взяти до уваги зміну гідростатичного тиску по висоті апарата

Тоді колові напруження в цьому перерізі будуть дорівнювати

Меридіональні напруження визначимо аналогічно зоні ІІ з умови рівноваги

MПа

Зона ІV

У меридіональному перерізі, де виникають колові напруження, зовнішніми силами є внутрішній надлишковий газовий тиск і гідростатичний тиск рідини, тобто такі самі сили, як і в зоні ІІІ.

У коловому перерізі, де діють меридіональні напруження, зовнішніми силами є внутрішній надлишковий газовий тиск і маса рідини, що міститься як над перерізом, так і під ним, тобто маса всієї рідини, що міститься в апараті, і, як і тиск газу, утворює осьову силу розтягнення.


Колові напруження визначають за виразом, який є справедливим як для зони ІІІ, так і для зони ІV

Для визначення меридіональних напружень складемо рівняння рівноваги

,

де - меридіональні сили пружності;

- сила внутрішнього газового тиску;

- сила гідростатичного тиску рідини, що міститься над перерізом;

- маса рідини, що міститься нижче перерізу і створює силу в

циліндричній частині оболонки

- маса рідини, що міститься нижче перерізу і створює силу в конічній частині оболонки.

Підставимо вирази діючих сил у рівняння рівноваги:

Із рівняння рівноваги визначимо меридіональні напруження:

Зона V

Відсікаємо частину оболонки в даній зоні кінцевим перерізом на відстані х від вершини конуса і відкидаємо верхню частину оболонки.


Визначаємо радіус кривизни

- радіус кола конуса у перерізі

м

де

Колові напруження визначаємо виходячи з рівняння Лапласа. Враховуючи, що Rм =∞, а Rк =Rкр і що Р являє собою суму зовнішніх навантажень,записуємо

Для визначення меридіональних напружень розглянемо сили, що діють на відсічену кільцевим перерізом частину оболонки.

На відсічену частину оболонки діють такі зовнішні сили:

- сила надлишкового тиску газу Р над поверхнею рідини в апараті;

- сила гідростатичного тиску рідини, яка є в оболонці над рівнем перерізу;

- сила яку створює маса рідини, що міститься у відсіченій частині конуса;

- внутрішні сили, що діють на відсічену частину.

Складемо рівняння рівноваги в проекціях на вертикальну вісь

Підставимо значення сил у рівняння рівноваги і отримаємо

Звідки визначаємо меридіональне напруження

За результатами розрахунку будуємо епюру внутрішніх напружень в апараті за заданих умов навантажень (рис.6).



Список використаної літератури

1. Основи розрахунку і конструювання елементів машин та апаратів харчових виробництв:. Метод. Вказівки до викон. Розрахунк. – графіч. Роботи “Аналіз напруженого стану складених тонкостінних оболонок” для студ. Спец. 7,090221 “Обладнання харчових і переробних виробництв” ден. та заоч. форми навчання / укладачі.: А.С. Диченко. – К.: УДУХТ, 2001. – 20 с.

Похожие работы

  • Розробка привода тягового барабана скребкового транспортера

    Харківвський національний технічний універсітет сільського господарства ім. Перта Василенка Кафедра ТМ і ТММ Пояснювальна записка до курсової роботи з основ механіки машин і механізмів

  • Детали машин 5

    Зміст|вміст,утримання| Вступ……..................................................................................................................

  • Проектування зубчастої передачі редуктора

    МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Кафедра опору матеріалів ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА до розрахунково-графічної роботи з основ конструювання

  • Розрахунок на міцність та стійкість колонних апаратів

    Розрахункові перерізи і навантаження. Розрахунок зведених навантажень, вибір опори колонного апарату на міцність та стійкість. Визначення товщини стінки, перевірка міцності корпуса, сполучення навантажень. Визначення періоду основного тону коливань.

  • Визначення термостійкості пластичних мас

    Загальне поняття полімерів та визначення температури їх розкладання. Визначення термостійкості полімерів в ізотермічних умовах. Швидкість твердіння термореактивних полімерів і олігомерів. Оцінка тривалості в’язкотекучого стану полімерів методом Канавця.

  • Розрахунок зубчасто-пасового приводу

    Вибір електродвигуна та визначення основних параметрів приводу. Розрахунок клинопасової та закритої циліндричної зубчатої передачі, веденого вала. Перевірний розрахунок підшипників кочення, шпонкових з’єднань, муфт. Змащування редуктора, вибір мастила.

  • Розрахунок косозубої передачі

    РОЗРАХУНОК ЦИЛІНДРИЧНОЇ КОСОЗУБОЇ ПЕРШОЇ ПЕРЕДАЧІ Вхідні дані 80.4 Н∙м - максимальний обертовий момент двигуна; 55 кВт - максимальна потужність автомобіля;

  • Вплив механічної обробки на стан поверхневого шару заготовки

    Дослідження пластичної деформації, яка відбувається при обробці заготовок різанням під дією прикладених сил в металі поверхневого шару і супроводжується його зміцненням. Аналіз зміни глибини поширення наклепу в залежності від виду механічної обробки.

  • Проектування стріли крана

    Проект металевих конструкцій. Обчислення поздовжних, вертикальних, бокових навантаженнь. Визначення найбільших зусиль у стержнях стріли. Побудова ліній впливу у стержнях. Підбір перерізів стержнів і перевірка напружень. Схеми стріл при дії навантажень.

  • Зменшення зношування твердосплавних різців шляхом зниження температурних навантажень в зоні різання

    Побудова об’ємного моделювання термоміцності твердосплавних різців. Вектор контактних силових навантажень. Дослідження термопружної міцності твердосплавних різців при тепловому навантаженні. Стійкість як показник ефективності роботи ріжучого інструменту.