Расчет прочности цилиндрической оболочки

Формула для расчета минимальной толщины цилиндрической оболочки (сварной цилиндрической стенки сосуда под внутренним давлением)

P – максимальное рабочее давление в сосуде, кгс/мм² [МПа];

R – внутренний радиус цилиндрической оболочки, мм;

c – коэффициент прочности сварного шва (с = 0,8 ... 0,85);

s_t – предел текучести материала оболочки, кгс/мм² [МПа].

При выборе листа для изготовления оболочки (цилиндрической стенки сосуда, работающего под избыточным давлением) его минимальная толщина (за вычетом допуска) должна быть не менее расчетной.

Коэффициент безопасности f должен учитывать все возможные погрешности при расчете на прочность и неточности в определении условий нагружения с обеспечением целостности сосуда (отсутствие разрушения) при минимальном запасе прочности.

Предел текучести s_t - это напряжение, при достижении которого деформация сосуда происходит без увеличения нагрузки (внутреннего давления сосуда в нашем случае).

s_0,2 - это напряжение, принимаемое за условный предел текучести (для материалов у которых нет выраженной площадки текучести на диаграмме растяжения). Это такое напряжение, после снятие которого величина остаточной деформации объекта составляет 0,2 %. К примеру, для алюминиевого сплава АМг6 - s_0,2 = (150...160) МПа.

Ниже приведена краткая инструкция по работе с апплетом для графоаналитического расчета параметров цилиндрического сосуда, находящегося под избыточным давлением, и определения минимальной толщины стенки.

После запуска апплета вспомогательное окно ("Окно ввода") будет иметь следующий вид (рисунок 1). На рисунке 1 показана часть окна со схемой системы номограмм.

Рисунок 1. Дополнительное окно апплета по построению системы номограмм для графоаналитического расчета минимальной толщины цилиндрической стенки сосуда под давлением

В окне ввода уже показана схема размещения номограмм, но она требует повторного ввода, поэтому на каждом квадратике, обозначающем номограмму "щелкаем" правой клавишей мыши и, далее, левой клавишей "щелкаем" на том месте, где должен находиться цветной флажок (место размещения значений параметра Z номограммы). Можно выбрать любое другое место расположения значений переменного параметра Z. После повторного назначения схемы номограмм "щелкаем" левой клавишей мыши на значок "[-]", расположенный в левом верхнем углу схемы номограмм. Он изменит свой вид на "[+]". Это означает, что схема номограмм закреплена.

Рисунок 2. Дополнительное окно апплета по построению системы номограмм с настроенной схемой номограмм для расчета минимальной толщины цилиндрической оболочки

После закрепления схемы номограмм, последовательно "щелкаем" на каждый значок, обозначающий номограмму, и нажимаем на три кнопки "В ОЗУ", "Подстановка ИД", "Итоговая формула" для внесения всех параметров номограммы в оперативную память и формирования расчетной формулы.

Переходим к основному окну и вводим значения шагов по осям "Х" и "Y". Нажимаем на кнопку "Построить по ИД".

Рисунок 3. Основное окно апплета для построения системы номограмм для расчета цилиндрического сосуда на прочность (определения минимальной толщины стенки)

Расчет на прочность цилиндрического сосуда под давлением

Расчет толщины цилиндрической стенки металлического сосуда (баллона, бака) из условия обеспечения её прочности