50718

Исследование распределения напряжений в эллиптическом и коническом днищах

Лабораторная работа

Физика

Расчет напряжений и деформаций в днищах нагруженных внутренним давлением. Экспериментальное определение напряжений и деформаций в днищах. Анализ результатов теоретической и экспериментального исследования напряженного...

Русский

2014-01-29

441.5 KB

1 чел.

Министерство науки и образования Российской Федерации

Ярославский государственный технический университет

Отчет о лабораторная работа №5

по дисциплине «Конструирование и расчет элементов оборудования!

Исследование распределения напряжений

в эллиптическом и коническом днищах

  

Руководитель

Веткин Ю.А.

Работу выполнил:   

студент гр. ММ-41

Афонин Д. В.            Прыгунов И. Е.



Ярославль 2004

Цель работы:

  •  Расчет напряжений и деформаций в днищах нагруженных внутренним давлением
  •  Экспериментальное определение напряжений и деформаций в днищах
  •  Анализ результатов теоретической и экспериментального исследования напряженного состояния днищ
  •  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.

4.

2.

5.

3.

Напряжения и деформации

1.  МПа

МПа

4.  МПа

МПа

2.  МПа

МПа

5.  МПа

МПа

3.  МПа

МПа

Коническое днище

1.

МПа

МПа

1,59

МПа

4.

МПа

МПа

2,55

МПа

2.

МПа

МПа

6,37

МПа

5.

МПа

МПа

3,89

МПа

3.

МПа

МПа

1,46

МПа

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

1. МПа

МПа

9,215

МПа 

4. МПа

МПа

-1,058

МПа

2. МПа

МПа

1,2731

МПа

5.МПа

МПа

 -3,026

МПа

3. МПа

МПа

1,2487

МПа

Коническое днище

1.

18,57МПа

МПа

3,511

МПа

4.

МПа

МПа

2,497

МПа

2.

МПа

МПа

6,786

МПа

5.

МПа

МПа

1,201

МПа

3.

МПа

МПа

1,877

МПа

Коническое днище

Эллиптическое днище

 

 

Выводы:

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


Эллиптическое днище

№ точки

 

№ датчика

 

Показания

Разница

показаний

R2

 

R2/R1

 

Кольцевые

Меридион

Эквивал 

Деформац 

без

под

Экспер

Теор

Эксперим

Теор.

Эксперим

Теор.

Эксперим

Теор.

1

 

21

1355

1321

34

0,39

 

1,05

 

53,1432

 

55,575

 

63,9036

 

58,5

 

63,9036

 

58,5

 

9,215

 

2,06

 

22

1426

1378

48

2

 

23

1690

1665

25

0,37

 

1,23

 

36,3438

 

42,735

 

37,881

 

55,5

 

37,881

 

55,5

 

1,2731

 

2,66

 

24

1282

1255

27

3

 

25

1390

1374

16

0,4

 

1,48

 

23,4972

 

31,2

 

25,0344

 

60,0

 

25,0344

 

60,0

 

1,2487

 

2,06

 

26

1291

1273

18

4

 

27

1386

1396

-10

0,4

 

1,8

 

-3,7332

 

12,0

 

20,862

 

60,0

 

24,5952

 

60,0

 

-1,058

 

-1,27

 

28

1725

1703

22

5

 

29

1444

1461

-17

0,4

 

3,33

 

-24,265

 

-79,8

 

-24,2658

 

60,0

 

24,2658

 

139,8

 

-3,026

 

-34,85

 

30

1365

1382

-17

Коническое днище

№ точки

 

№ датчика

 

X

 

Показания

R2

 

Разница

показаний

Кольцевые

Меридиональные

Эквивалентные

Деформация 

без

под

Экспер

Теор

Эксперим

Теор.

Эксперим

Теор.

Эксперим

Теор.

1

 

11

35

 

2522

2489

0,035

 

33

33,96

 

12,6

 

18,57

 

6,3

 

33,96

 

12,6

 

3,511

 

1,59

 

12

2075

2068

7

2

 

13

70

 

2467

2431

0,07

 

36

35,27

 

25,2

 

26,15

 

12,6

 

35,27

 

25,2

 

6,786

 

6,37

 

14

2297

2284

13

3

 

15

106

 

2403

2343

0,106

 

60

60,99

 

38,16

 

36,26

 

19,1

 

60,99

 

38,2

 

1,877

 

1,46

 

16

2014

1999

15

4

 

17

140

 

2480

2417

0,14

 

63

62,97

 

50,4

 

41,65

 

25,2

 

62,97

 

50,4

 

2,497

 

2,55

 

18

2366

2347

19

5

 

19

173

 

2769

2721

0,173

48

38,57

62,28

63,08

31,1

63,08

62,3

1,201

3,89

20

2372

2329

43


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19533. Преобразование Фурье и обобщенные функции 641.26 KB
  2 Лекция 2. Преобразование Фурье и обобщенные функции Вспомогательные утверждения Лемма. Справедлива формула 1 Доказательство. Хотя формула 1 хорошо известна мы приведем ее доказательство поскольку она является основой многих дальнейших выкл...
19534. Восстановление дискретного сигнала 146.5 KB
  Лекция 3 Восстановление дискретного сигнала Наша цель найти необходимые условия при которых сигнал может быть восстановлен по дискретной выборке Прежде всего отметим часто часто используемый факт: Преобразование Фурье от последовательности Пусть имеется сиг...
19535. Дискретное преобразование Фурье (ДПФ) 487.85 KB
  2 Лекция 4. Дискретное преобразование Фурье ДПФ В данной лекции установим свойства дискретного преобразования Фурье аналогичные свойствам непрерывного преобразования. Как обычно преобразования типа почленного интегрирования ряда перестановки порядка с
19536. Цифровые фильтры. Основные понятия 489.7 KB
  2 Лекция 5. Цифровые фильтры. Основные понятия Цифровые фильтры являются частным случаем линейных инвариантных систем. Существенное ограничение связано с физической реализуемостью системы. Определение. Система называется физически реализуемой если сигн...
19537. Z-преобразование. Фильтры первого порядка 192.23 KB
  2 Лекция 6. Zпреобразование. Фильтры первого порядка Zпреобразование Иногда вместо преобразования Фурье используют Zпреобразование. Оно определяется формулой 1 В формуле 1 ряд является формальным если же он сходится то определяет аналитическую ф...
19538. Фильтры второго и высших порядков 452.79 KB
  1 Лекция 7. Фильтры второго и высших порядков Определение фильтра второго порядка Примером фильтра вторго порядка является фильтр . Рассматриваем только вещественный случай. Переходя к Z преобразованию получим: . Найдя корни многочлена в знаменателе пере
19539. Фильтры Баттеруорта 297.97 KB
  2 Лекция 8. Фильтры Баттеруорта Отыскание параметров фильтра В левой и правой частях в знаменателе находятся многочлены от переменной z. Найдем корни этих многочленов. Множество корней по построению инвариантно относительно замены . Для устойчивости фильтр...
19540. Осциллятор. FIR фильтры 500 KB
  3 Лекция 9. Осциллятор. FIR фильтры Полосовой фильтр на основе фильтра низких частот В предыдущей лекции было показано каким образом можно построить различные фильтры. Оказывается любой из таких фильтров можно получить на основе фильтра низких частот с помо...
19541. Квадратурный зеркальный фильтр 372.27 KB
  2 Лекция 10. Квадратурный зеркальный фильтр Проектирование FIR фильтра на основе аппроксимации Рассмотрим симметрический фильтр с передаточной функцией. 1 Пусть задана вещественная передаточная функция. Положим. В результате замены имеем взаимно од