41945

Исследование распределения напряжений в эллиптическом и коническом днищах

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Напряжения и деформации МПа МПа МПа Коническое днище МПа МПа 159 МПа Описание экспериментальной установки Основными элементами лабораторной установки рисунок 1 являются рабочая емкость 1 плунжерный насос 2 манометр 3 и бачок для масла. Обработка экспериментальных данных Деформации возникающие в стеке конического днища и эллиптического днища пропорциональны разности показаний где разность показаний от всех датчиков коэффициент тензочувствительности Используя закон Гука для плоского нагруженного состояния в котором находится...

Русский

2013-10-26

385.56 KB

7 чел.

Лабораторная работа №5

Исследование распределения напряжений

в эллиптическом и коническом днищах

Цель работы:

  1.  Расчет напряжений и деформаций в днищах нагруженных внутренним давлением
  2.  Экспериментальное определение напряжений и деформаций в днищах
  3.  Анализ результатов теоретической и экспериментального исследования напряженного состояния днищ
  4.  Сравнение днищ различной формы с точки зрения возникающих в них напряжений

Теоретическая часть

Согласно безмоментной теории в стенках тонкостенных оболочек нагруженных внутренним давлением Р, возникают меридиональные и кольцевые напряжения, равномерно распределенные по толщине стенки

; , где R1 и R2 – первый и второй радиусы кривизны оболочки, = толщина стенки;

Зная величину напряжений можно определить радиальную деформацию

, где -угол между осью вращения и нормалью к поверхности оболочки в данной точке (широта);

- модуль упругости для Ст3;

- коэффициент Пуассона;

Эквивалентные напряжения определяем по третьей теории прочности:

Напряжения и деформации в эллиптическом днище

Главные радиусы кривизны

;; ;

где -диаметр днища по срединной поверхности;

- высота днища;

= 6мм - толщина стенки;

Напряжения и деформации в коническом днище

Рассчитывается по формулам (1)-(3). Если соблюдается условие и

Главные радиусы кривизны: ; ;;

Используем D = 400 мм ; δ = 5 мм ; ;

Эллиптическое днище

1.

Напряжения и деформации

  МПа

МПа

МПа

Коническое днище

 

МПа

МПа

1,59

МПа

Описание экспериментальной установки

Основными элементами лабораторной установки (рисунок 1)  являются рабочая емкость 1, плунжерный насос 2, манометр 3 и бачок для масла. Рабочая емкость состоит из эллиптического и конического днищ, соединенным между собой с помощью фланцевого соединения.  Для измерения деформаций на поверхности конического днища наклеены тензодатчики 11-20, а на поверхности эллиптического днища- датчики 21-30. В каждом из пяти исследуемых сечений днища по два датчика.Один (четный) ориентирован в мередиональном направлении, другой (нечетный) – в кольцевом направлении. Сигналы от датчиков передаются на тензометрическую станцию ВСТ-4 (позиция 9) и гальванометр 10. Вентили 5,6,7 служат для распределения потока масла при подаче или сбросе давления в рабочей емкости.

Рисунок 1 – Схема установки

1 – емкость; 2 – насос; 3 – манометр; 4 – бачок для масла; 5,6,7 – вентили; 8 - переливная труба; 9 – тензометр ВТС – 4; 10 – гальванометр.

Обработка экспериментальных данных

Деформации, возникающие в стеке конического днища и эллиптического днища, пропорциональны разности показаний

где - разность показаний от всех датчиков

-коэффициент тензочувствительности

Используя закон Гука для плоского нагруженного состояния в котором находится оболочки

; ;

Эллиптическое днище

 

МПа

Коническое днище

 

МПа

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

В лабораторной работе были определены напряжения и дефор мации в коническом и эллиптическом днищах. Теоретические и экспериментальные данные расходятся незначительно. По полученным данным были построены графики зависимости напряжений и деформаций от широты (угла φ) и координаты х. На всех графиках теоретические и экспериментальные кривые проходят практически параллельно, что может быть связано с погрешностью измерения и проведения лабораторной работы. На всех зависимостях должно наблюдаться следующее: начало графиков теории и эксперимента практически совпадают, а после начинают расходиться, достигая своего максимума в конце (при максимальных значениях φ и х). Это объясняется тем, что расчет тонкостенных оболочек осуществлялся по безмоментной теории, которая дает удовлетворительные результаты на некотором удалении от края днища, где не действуют краевые силы. А в зоне действия краевых сил, которые мы не учитываем при теоретическом расчете, на графике будет видно отклонение теории от эксперимента.

Выводы:

  1.  Ознакомились с теоретическим расчетом и экспериментальным определением напряжений и деформаций в эллиптическом и коническом днищах, нагруженных внутренним давлением
  2.  Сравнили экспериментально определенные напряжения с расчетными.



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5494. Брюшной тиф. Паратифы А и В. Сальмонеллезы. Дизентерия 113 KB
  Брюшной тиф. Паратифы А и В. Сальмонеллезы. Дизентерия Раздел Брюшной тиф Брюшной тиф - острая антропонозная инфекционная болезнь, характеризующаяся язвенным поражением лимфатической системы тонкой кишки, бактериемией, циклическим течением, явлен...
5495. Кинематический анализ механизмов. Цели и задачи кинематического анализа 551.23 KB
  Кинематический анализ механизмов. Цели и задачи кинематического анализа Кинематический анализ механизма - исследование его основных параметров с целью изучения законов изменения и на основе этого выбор из ряда известных наилучшего механизма. По...
5496. Нарушение периферического кровообращения и микроциркуляции 78.5 KB
  Нарушение периферического кровообращения и микроциркуляции Периферическое кровообращение - кровообращение в пределах одного органа. Микроциркуляторным руслом называется мелкие кровеносные сосуды с просветом менее 100 мкм. (артериолы, венулы, ка...
5497. Гуманистический и эллинистический периоды античной философии 103.5 KB
  Гуманистический и эллинистический периоды античной философии. Вопрос 1 Софисты и Сократ: открытие человека. Человек есть мера всех вещей (Протагор). Познай сначала самого себя (Сократ). Определение слов софист, софизм и причины их отрицательного зна...
5498. Электронагрев. Электродный нагрев. Инфракрасный нагрев. Диэлектриче-ский нагрев. Индукционный нагрев. Общие сведения о топливе 84.5 KB
  Электронагрев. Электродный нагрев. Инфракрасный нагрев. Диэлектрический нагрев. Индукционный нагрев. Общие сведения о топливе. Электронагрев. В современных тепловых аппаратах широко применяют различного рода нагревательные элементы, в которых электр...
5499. Складывание единого централизованного российского государства 72 KB
  Складывание единого централизованного российского государства. Факторы, причины и этапы возвышения Москвы. Влияние Золотой Орды на формирование российской государственности. Образование централизованного...
5500. Характеристика Европы, Азии, Африки и Америки 69.5 KB
  Общая характеристика Европы Европа - это часть света. Вместе с Азией Европа составляет единый материк, который называется Евразия. На территории Европы более 40 государств, Они различаются по площади, численности населения, государственному уст...
5501. Общенаучные конкретно предметные методы ИССЭП 19.55 KB
  Общенаучные конкретно предметные методы ИССЭП. Общенаучные методы исследования. Метод социальное диалектики Анализ и синтез Индукция и дедукция Моделирование Закон восхождения от простого к сложному от низшего к высшему и...
5502. Сегментация сфер затрат и организация центров ответственности 50 KB
  Сегментация сфер затрат и организация центров ответственности Согласно современным представлениям эффективное управление предприятием и его подразделами может осуществляться на основе применения экономических методов. Теоретическую платформу указанн...