Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» icon

Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов»


Скачать 363.53 Kb.
НазваниеКурсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов»
страница1/3
Скачков Ю.А
Дата публикации16.10.2013
Размер363.53 Kb.
ТипКурсовая
  1   2   3

Московский Государственный Университет Инженерной Экологии

Кафедра «Сопротивление материалов и прочность конструкций»


Курсовая работа по дисциплине:

«Прочность машин и аппаратов» на тему:

«Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов»

Вариант №


Выполнил:


Проверил преподаватель: Скачков Ю.А.


Москва 2012г.

ОБОЗНАЧЕНИЯ:


, — главные радиусы кривизны, мм;

R - радиус срединной поверхности сферической оболочки;

r— радиус параллельного круга, мм;

h— толщина оболочки, мм;

m — моментная нагрузка, равномерно распределенная по окружности, Н*мм/мм;

Р— радиальная нагрузка, равномерно распределенная по окружности, Н/мм;

q — распределенная по площади нагрузка (давление), МПа;

Ns — нормальное меридиональное усилие, Н/мм;

Nt — нормальное кольцевое усилие, Н/мм;

Ms — меридиональный изгибающий момент, Н*мм/мм;

Mt — кольцевой изгибающий момент, Н*мм/мм;

 — поперечное усилие, Н/мм;

σs— нормальное меридиональное напряжение, МПа;

σt — кольцевое меридиональное напряжение, МПа;

Δ — радиальное перемещение, мм;

υ — угол поворота нормали к срединной поверхности оболочки, рад;

нормальные меридиональные и кольцевые напряжения, вычисленные по

безмоментной теории, МПа;

радиальное и угловое перемещения на краю оболочки, вычисленные по

безмоментной теории;

Pz — осевая равнодействующая внешней нагрузки на оболочку, Н;

Е — модуль упругости материала оболочки, МПа;

μ — коэффициент Пуассона материала оболочки.


Выполним расчет сосуда, состоящего из участков сферической, цилиндрической и конической оболочек:





Исходные данные:

Η=2500 мм

r=2000 мм

h1=14 мм

h2=10 мм

h3 = 14 мм

q = 0.2 МПа

φ0= 30°

α = 45°

Механические характеристики конструкционного материала:

модуль упругости Ε = 2*  МПа

коэффициент Пуассона μ=0.3

220 МПа

1. Проверочный расчет узлов сопряжения

1.1 Расчет узла сопряжения цилиндрической и сферической оболочки

Для решения узла сопряжения применяем метод сил. В соответствии с этим методом разрезаем (мысленно) оболочки и заменяем их действия друг на друга силами и моментами.


Определение неизвестных усилий



Составим уравнение равновесия сферической оболочки в проекциях на ось z:



Откуда находим



По правилу параллелограмма разложим силу  на и :





3) Радиальное усилие P и момент m определяем из условия

совместной работы цилиндрической и сферической оболочек, полагая равными нулю относительные радиальное и угловое перемещения их крайних сечений:



Это означает, что радиальное перемещение крайнего сечения сферической оболочки и цилиндрического корпуса должны быть равны, и угол поворота крайнего сечения сферической оболочки должен быть равен углу поворота крайнего сечения цилиндрической оболочки, т.е.



Воспользовавшись принципом независимости действия сил, из данных условий получаем следующие соотношения:


(1)




где индексами ,  и m обозначены перемещения крайних сечений цилиндрической и сферической оболочек соответственно от краевых радиальных усилий и краевого момента, значком " * " помечены перемещения от безмоментных составляющих нагрузки, т.е. от  и q - для сферической оболочки; от Nz и q - для цилиндрической оболочки.

Для применения данной теории необходимо убедиться, что все рассматриваемые оболочки являются длинными. Для этого необходимо, чтобы длины зон краевого эффекта удовлетворяли следующим условиям:

- для цилиндра ,

- для сферы .

Подставляя в систему (1) выражения для перемещений крайних сечений оболочек, получим систему линейных алгебраических уравнений относительно неизвестных Риm:

 (2)

где









Определяем безмоментные составляющие в системе уравнений (2).

Уравнение равновесия для сферической оболочки:



т.к.  и  то

Т. к. для сферической оболочки , то из уравнения Лапласа



 найдем

 =


тогда

По безмоментной теории найдем  .





Так как для цилиндрической оболочки ,  , то из уравнения Лапласа  получим:



Тогда



Т.к. q=const (увеличивается только r) то , а  можно пренебречь из-за его малости.

Таким образом, у нас есть все необходимые данные, для решения системы (2).

Определяем теперь внутренние усилия и перемещения в элементах рассматриваемого узла.

Т.к. q=const (увеличивается только r) то , а  можно пренебречь из-за его малости.

Таким образом, у нас есть все необходимые данные, для решения системы (2).

Решая систему (2) определяем m и P.

Определяем теперь внутренние усилия и перемещения в элементах рассматриваемого узла.


^ Расчет цилиндрической оболочки

Меридиональный изгибающий момент

 (3)

Нормальное кольцевое усилие

 (4)

Радиальное перемещение

(5)

Угол поворота нормали к срединной поверхности  (6)

Вычисления по формулам 3-6 выполняем для ряда значений аргумента ξ в интервале 0 < ξ < 3.2 с шагом.

Значения безмоментных составляющих нормального кольцевого усилия  и радиального перемещения  заимствуем из решения задачи по безмоментной теории

Результата расчета цилиндрической оболочки сводим в табл. 1.

^ Таблица 1.


Результаты расчета цилиндрической оболочки



ξ

Ms,

(m,P),

,

,

,

,

,

,




Нмм/мм

Н/мм

Н/мм

Н/мм

ММ

ММ

ММ

мм

0

























0,4

























0,8

























1,2

























1,6

























2,0

























2,4

























2,8

























3,2



























Расчет сферической оболочки

Меридиональный изгибающий момент

(7)

Нормальное кольцевое усилие

 (8)

Радиальное перемещение

 (9)

Угол поворота нормали

(10)

Вычисления по формулам 7-10 выполняем для ряда значений аргумента (ξ) в интервале 0 < ξ < 3.2 шагом 0.4.

Значения безмоментных составляющих нормального кольцевого усилия · h1 и радиального перемещения  заимствуем из решения задачи по безмоментной теории.

В указанных формулах безразмерная координата определяется по формуле

, где текущее значение, отсчитываемое от оси Z.

Результата расчета цилиндрической оболочки сводим в табл. 2.

Таблица 2.

^ Результаты расчета сферической оболочки

ξ

Ms,

(m,P),

,

,

,

,

,

,




Нмм/мм

Н/мм

Н/мм

Н/мм

ММ

ММ

ММ

мм

0

























0,4

























0,8

























1,2

























1,6

























2,0

























2,4

























2,8

























3,2

























По результатам расчета строим графики распределения меридиональных изгибающих моментов нормальных кольцевых усилий и радиальных перемещений вдоль образующей сосуда в области сопряжения цилиндрической и сферической оболочек . На графиках видно, что изгиб оболочек локализован в узких зонах, примыкающих к крайним сечениям. За пределами этих зон напряженно-деформированное состояние оболочек практически не отличается от безмоментного состояния.















1.2. Расчет узла сопряжения цилиндрической и конической оболочки

Для решения задачи применяем метод сил. Осевое усилие , приложенное к краю конической оболочки, разложено на две составляющие: меридиональное усилие  и радиальное усилие . Усилие  и давление q вызывают в конической оболочке безмоментное напряженное состояние. Изгиб оболочки вызывают краевая моментная нагрузка m и радиальное усилие (Р+).

Безмоментное напряженное состояние в цилиндрической оболочке возникает от воздействия осевого усилия  и давления q. Изгиб оболочки вызывают краевой момент m и усилие P.

  1   2   3



Похожие:

Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов»
Выполним расчет сосуда, состоящего из участков сферической, цилиндрической и конической оболочек
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconРасчетно-графическая работа по дисциплине «сопротивление материалов» по теме : «Расчет стержней на прочность»
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования омский государственный технический университет
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине: «Менеджмент» На тему: «Деловое и управленческое общение»

Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине «безопасность жизнедеятельности» на тему: терроризм. История и свовременность

Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине «Теория отраслевых рынков» на тему: дифференциация продукции на отраслевом рынке

Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине «Производство стали в конвертере»
Расчет материального и теплового балансов, расхода ферросплавов и расходных коэффициентов материалов. Описание технологии плавки...
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине: Право социального обеспечения на тему: «Пособие по безработице понятие, размеры сроки выплат»
Список использованной литературы введение
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа по дисциплине: Право и организация социального обеспечения на тему: «Пособие по безработице понятие, размеры, сроки выплат»
Список использованной литературы введение
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconКурсовая работа
Согласно Типовому положению об образовательном учреждении среднего профессионального образования, утвержденному постановлением Правительства...
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconВопрос 15 Стали. Классификация. Термическая и термохимическая упрочняющая обработка сталей Сталь
Сталь – основной металлический материал, широко применяемый для изготовления деталей машин, летательных аппаратов, приборов, различных...
Курсовая работа по дисциплине: «Прочность машин и аппаратов» на тему: «Расчет тонкостенных корпусов сосудов и аппаратов» iconВведение I. Характеристика аппаратов

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Документы


При копировании материала укажите ссылку ©ignorik.ru 2015

контакты
Документы