4.2 Экспериментальное определение напряжений
Определить экспериментальные величины кольцевых и меридиональных напряжений по формуле:
экс=
,
(4.1)
где Е – модуль упругости материала цилиндра, МПа; f – прогиб тарировочной балки, м; h – толщина тарировочной балки, м; l – длина тарировочной балки между опорными призмами, м.
-
Определение процента ошибки
Определить процент отклонения по формуле:
ε =
(4.2)
где теор – расчетное значение напряжений;
экс – экспериментальное значение напряжения.
Все результаты расчетов занести в таблицу 4.2.
Таблица 4.2 - Отчетная таблица
|
Давление в аппарате, МПа |
Тип оболочки |
Напряжения, МПа |
|||
|
Расчетные |
Прогиб тарировочной балки, f, м |
Эксперимен-тальные |
Процент ошибки |
||
|
|
Цилиндрическая обечайка |
Кольцевое (окружное) |
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
Цилиндрическая обечайка |
Меридианальное |
|
||
|
|
|
|
|
||
6 Контрольные вопросы
1) Какие аппараты называются тонкостенными?
2) Что называется оболочкой, срединной поверхностью? Почему расчет тонкостенных оболочек производится для срединной поверхности?
3) Что называется меридианом И параллелью оболочки?
4) Охарактеризуйте 1-й и 2-й главные радиусы, кривизны оболочки?
5) Охарактеризуйте радиус кольцевого сечения оболочки и укажите его связь со 2-м главным радиусом.
6) Что является углом широты оболочки?
7) Какие существуют теории расчета тонкостенных оболочек? Почему они получили такие названия?
8) Какие делаются допущения при расчете тонкостенных оболочек? 9) Запишите уравнения Лапласа, равновесия зоны оболочки. Объясните их.
10) Как экспериментально и теоретически определить меридиональные и кольцевые напряжения в цилиндрических обечайках?
11) Что влияет на напряженное состояние тонкостенных оболочек? 12) От чего зависит погрешность эксперимента?
Лабораторная работа № 2 Определение напряжений в плоских крышках и днищах под внутренним избыточным давлением
Плоские крышки и днища широко распространены в пищевом машиностроении и их можно рассматривать как тонкие пластинки, у которых толщина меньше 1/5 наименьшего размера основания. За наименьший размер основания у упругих пластинок принимают диаметр, у прямоугольных – меньшую сторону, у эллиптических – меньшую ось эллипса и т. д.
Под действием внешних нагрузок в плоских крышках и днищах одновременно могут возникать как напряжение изгиба, так и напряжения растяжения или сжатия, которые еще называются мембранными напряжениями. В зависимости от характера напряженного состояния и величины прогиба тонкие пластинки могут подразделяться на жесткие, гибкие и мембранные. Для жестких пластинок характерно преобладание изгибных напряжений, а их прогиб не превышает 1/4 толщины пластинки. У гибких пластинок изгибные и мембранные напряжения сравнимы, а прогиб изменяется в пределах от 1/4 толщины до 5 толщин. И, соответственно, у мембран преобладают мембранные напряжения, и прогиб превышает 5 толщин пластинки. При расчете плоские днища, крышки, фланцы и т.д. рассматриваются как жесткие пластинки.
Форма днища бывает эллиптической, конической, полушаровой и плоской.