Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)

1. Условия нагружения при  испытаниях:

   Расчётная температура, T:	20	°C
   Расчётное внутреннее избыточное давление, p:	5,49	МПа

1. Расчёт укрепления отверстия по ГОСТ Р 52857.3-2007

Свойства материала элемента, несущего штуцер

Допускаемые напряжения для материала 12ХМ при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[s]^20=

h* Re/20 / nT =

1 * 220 / 1,1 =

200 МПа

Модуль продольной упругости при температуре 20 °C:

E =	2,15∙10^5  МПа

Свойства материала штуцера

Допускаемые напряжения для материала 12ХМ при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[s]^201=

h* Re/20 / nT =

1 * 220 / 1,1 =

200 МПа

Модуль продольной упругости при температуре 20 °C:

E1 =	2,15∙10^5  МПа

Свойства материала кольца

Допускаемые напряжения для материала 09Г2С при температуре T = 20 °C (условия гидроиспытаний):

[s]^202=

h* Re/20 / nT =

1 * 300 / 1,1 =

272,7 МПа

Модуль продольной упругости при температуре 20 °C:

E2 =	1,99∙10^5  МПа

Расчётная толщина стенки штуцера:

=5,49 * (500 + 2 * 2,8) / (2 * 200 * 1 – 5,49)

= 7,036 мм

Допускаемое давление для патрубка штуцера:

=

2 * 200 * 1 * (55 – 2,8) / (500 + 55 + 2,8)

=37,43 МПа

37,43 МПа ³ 5,49  МПа

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Расчётная толщина стенки несущего элемента в месте расположения штуцера:

sp	= 44,53 мм

Расчётный диаметр одиночного отверстия, не требующего укрепления:

= 2 * ((52 – 2,8) / 44,53 – 0.8) * (3200 * (52 – 2,8))^1/2

= 242 мм

Отношения допускаемых напряжений

Для внешней части штуцера:

=min{1.0, 200 / 200}

= 1

Для накладного кольца:

=min{1.0, 272,7 / 200 }

= 1

Ширина зоны укрепления:

= (3200 * (52 – 2,8))^1/2

= 396,8 мм

Расстояние от наружной поверхности штуцера до ближайшего несущего конструктивного элемента (Днище эллиптическое №2):

Lk

= 1695 мм

Расчётная ширина зоны укрепления:

= 396,8 мм

Расчётный диаметр отверстия, не требующего дополнительного укрепления:

= 0.4 * (3200 * (52 – 2,8))^1/2

= 158,7 мм

 

= min{1; [1 + (203,1 * (55 – 2,8) * 1 + 165 * 4 * 1 + 0 * (0 – 2,8 – 0) * 1) / (396,8 * (52 – 2,8))] / [1 + 0.5 * (505,6 – 158,7) / 396,8 + 1 * (500 + 2 * 2,8) / 3200 * 1 / 1 * 203,1 / 396,8] = 1,039}

= 1

=2 * 1 * (52 – 2,8) * 1 * 200 * 1 / [3200 + (52 – 2,8) * 1]

= 6,057 МПа

Допускаемое давление [p] =  6,057 МПа

6,057 МПа ³ 5,49  МПа

Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено

Площадь, необходимая для укрепления отверстия:

=0.5 * (505,6 – 158,7) * 44,53

= 7723 мм^2

Располагаемая площадь укрепления отверстия:

=203,1 * (55 – 7,036 - 2,8) * 1 + 165 * 4 * 1 + 0 * (0 – 2,8 – 0) * 1 + 396,8 * (52 –44,53 –  2,8)

= 1,169∙10⁴  мм²

A_r = 7723 мм² £ 1,169∙10⁴  мм²

Заключение: Условие прочности выполнено