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

3 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

38955. Анализ сигналов с помощью процедуры дискретного преобразование Фурье (ДПФ). Вид выражения ДПФ, его связь с аналоговым преобразованием Фурье 42 KB
  Вид выражения ДПФ его связь с аналоговым преобразованием Фурье Для гармонического анализа периодического сигнала с периодомиспользуется разложение в ряд Фурье на некотором интервале Т: где Sn комплексный коэффициент определяющий амплитуду и фазу гармонической составляющей с номером n и частотой fn n T0 исследуемого сигнала. В случае апериодического сигнала g{t используется преобразование Фурье: где Sf комплексная непрерывная функция спектральная плотность сигнала определяющая текущую амплитуду и фазу сигнала в бесконечно...
38956. Общая методика выполнения процедуры ДС. 167.5 KB
  с известным приближением определяется интегральной сверткой: 1 где момент времени в который определяется величина выходного сигнала; сигналы на входе и выходе соответственно; импульсная характеристика линейного элемента. При проектировании известными являются входной сигнал а также...
38957. Общая методика анализа спектра типовых входных сигналов с использованием процедуры ДПФ. Зеркальная особенность (mirror). Эффект появления ложных спектральных компонент (aliasing) 1.76 MB
  Эффект появления ложных спектральных компонент lising. Выбирается интервал Т ограничения сигнала в соответствии с выражениями: для бесконечного апериодического сигнал: где интервал по шкале частот между отсчетами спектра определяющей требуемое по условию задачи разрешение по частоте; для сигнала в виде одиночного импульса или группы импульсов: при отсутствии разрыва хотя бы в одной краевой точке т. Вследствие нарушения условия Котельникова происходит наложение отсчетов спектра соответствующих соседним периодам сто приводит к...
38958. Принципы построения обучаемых АТСН 43.5 KB
  Назначение обучаемых ТВК может быть различным всевозможные измерительные приборы системы технического зрения астронавигационные системы тепловизионные обзорнопоисковые системы и т. Однако режиму автономного функционирования должен предшествовать период обучения системы при временном участии оператора. Изображение эталона посредством оптической системы ОС и телевизионного датчика ТВД преобразуется сначала в аналоговый видеосигнал а затем с помощью формирователя бинарного сигнала ФБС в эталонный бинарный сигнал фиксируемый в...
38959. Функции узла предварительной обработки видеосигнала в структуре ТВК. Состав и назначение его основных компонентов 235.5 KB
  Состав и назначение его основных компонентов Основная функция устройства предварительной обработки УПО – преобразование видеосигнала представляющего собой последовательность видеоимпульсов соответствующих освещенностям в анализируемых точках изображения в адекватные значения кодов двоичных чисел. Кроме АЦП в составе УПО должны быть дополнительные аппаратные средства обеспечивающие условия оптимального согласования параметров видеосигнала с параметрами АЦП независимо от содержания кадра рис. Функциональная схема устройства...
38960. Методы моделирования на этапе проектирования ТВК. Достоинства и недостатки математического (компьютерного) и физического моделирования 30 KB
  Методы математического и физического моделирования проектируемой системы помогают решать задачи связанные с уточнением параметров решающих правил при реализации различных алгоритмов обработки сигналов в ТВК. Они способствуют выявлению обоснованных требований к отдельным звеньям системы особенно в тех случаях когда аналитические расчётные методики оказываются малоэффективными или достаточно сложными. Эта модель обычно включает в себя модели основных звеньев системы: изображения объекта оптической системы фотоприёмного узла анализатора...
38961. Задачи, решаемые на этапе предварительной обработки изображений в ТВК. Назовите и поясните некоторые из методов, которые могут использоваться для решения этих задач 53.5 KB
  Сокращение массива [E ij ] за счет исключения отсчетов сигнала от фона; – использование алгоритмов сглаживания для подавления некоррелированных шумов; – применение методов трансформирования двумерных массивов исходных изображений в двумерные массивы коэффициентов на основе ортогональных преобразований для последующей фильтрации выделения признаков наблюдаемых объектов и т. Подробнее рассмотрим алгоритмы предварительной фильтрации используемые при решении задачи обнаружения и селекции точечных объектов при наличии неоднородного фона....
38962. Алгоритмы трансформирования исходных изображений на основе ортогональных преобразований 68 KB
  Алгоритмы трансформирования исходных изображений на основе ортогональных преобразований С какой целью могут использоваться алгоритмы трансформирования исходных изображений на основе ортогональных преобразований Что общего и в чём различия между дискретным преобразованием Фурье и другими видами ортогональных преобразований. Один из видов ортогональных преобразований дискретное преобразование Фурье. В процессе ортогональных преобразований изображения имеющего сильные корреляционные связи между соседними элементами происходит...
38963. Алгоритмы выделения границ (контуров) объектов наблюдения в полутоновых и бинарных изображениях 166 KB
  После этого границы объекта могут быть найдены следующим образом.15 где: ij ∈ωгр – множество координат точек принадлежащих области изображения вблизи границ объекта; D – пороговое значение нормы градиента.15 обычно недостаточно для успешного выделения контуров объекта. Изменяя величину D можно в принципе менять соотношение между вероятностью выделения лишних точек ошибки первого рода и вероятностью пропуска контурных точек объекта ошибки второго рода.