Лекция 8 (Конспект)

Лекция № 8

ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ОБЕЧАЙКИ,

ПОДКРЕПЛЕННЫЕ КОЛЬЦАМИ ЖЕСТКОСТИ

Требования к кольцам жесткости:

1. Кольца жесткости привариваются непрерывным швом с каждой стороны кольца, так чтобы общая длина шва составляла не менее 50% длины кольца.

2. Кольца жесткости расположены с той стороны, которая наименее подвержена коррозии.

внешние ребра

В

h

l₂ D

внутренние ребра

l_e t

D D

e h₂ e

t

l_e

D b l₂ l ₁

l₁ b D

3. h₂/D  0,2.

4. Кольца жесткости располагаются равномерно

5. Если пункт 4. Не выполняется, то b и l ₁ подставляются для того участка, на котором расстояние между двумя соседними кольцами жесткости максимально.

l₂  l₁ , то за расчетную длину берем l₂.

ОБЕЧАЙКИ С КОЛЬЦАМИ ЖЕСТКОСТИ,НАГРУЖЕННЫЕ

ВНУТРЕННИМ ИЗБЫТОЧНЫМ ДАВЛЕНИЕМ.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА

Дано:

Р- расчетное давление; D – внутренный диаметр обечайки; S – толщина обечайки.

1. Определение коэффициента К₄

(1)

_р – коэффициент прочности продольного сварочного шва ( табл. )

1). Если К₄  0 – то укрепление кольцами жесткости не требуется

2). В диапазоне расстояние между двумя кольцами жесткости следует рассчитывать по формуле

(2)

где _р – коэффициент прочности продольного сварного шва;_Т – коэффициент прочности кольцевого сварного шва; _к – коэффициент прочности сварных швов кольца жесткости

Площадь поперечного сечения кольца

(3)

где  - допустимое напряжение при расчетной температуре; _к – допустимое напряжение кольца жесткости.

3) Если , то толщину стенки необходимо увеличить, чтобы выполнялось условие .

(4)

где ₁ - определяется из условия прочности всей обечайки

(5)

₂ - допустимое внутреннее избыточное давление, определяется из условия прочности обечайки между двумя соседними кольцами.

(6)

(7)

ОБЕЧАЙКИ С КОЛЬЦАМИ ЖЕСТКОСТИ,

НАГРУЖЕННЫЕ НАРУЖНЫМ ДАВЛЕНИЕМ

1. Эффективная длина стенки обечайки l _е, которая учитывается при определении эффективного момента инерции J

(8)

где l₁ – расстояние между двумя соседними кольцами по осям через поперечные сечения колец жесткости; t – ширина поперечного сечения кольца жесткости в месте его приварки к обечайке.

1. Эффективный момент инерции J расчетного поперечного сечения кольца жесткости

(9)

где е – расстояние между центром тяжести поперечного сечения кольца и серединой поверхности обечайки.

1. Коэффициент жесткости обечайки К, подкрепленной кольцами жесткости

(10)

4.Допустимое наружное давление определяется из условия

₁ - определяется из условия устойчивости всей обечайки, рассчитанной по формуле

( 11 )

- определяется по формуле (5) при условии  _р=1,0 ; _Т=1,0.

- допускаемое наружное давление определяется из условий устойчивости в пределах упругости

(12)

где L – расчетная длина всей обечайки;

(13)

₂ - допускаемое наружное давление определяется из условий устойчивости обечайки между кольцами жесткости.

₂ при длине

определяется по формуле (14)

(14)

(15)

После определения размеров кольца и обечайки по конструктивным соображениям необходимо провести проверку допустимого наружного давления (4)

Толщину стенки S или расстояние « в » между кольцами жесткости для заданного расчетного давления « р » определяем с помощью рис. 1 ( принимаем l=b )

Расчетный эффективный момент инерции кольца жесткости находим как

(16)

К₅ определяется из рис.7

К₅

1- 20

0,1

0,01

0,1 3,0 L/D

Наклонные линии – комплекс

После определения J_р методом последовательных приближений следует выбирать профиль кольца жесткости с моментом инерции J_к, обеспечивающий условие

J  J_р

где J – эффективный момент инерции расчетного поперечного сечения кольца жесткости, определяемый по ф-ле ( 9 )