6.5 Расчет прочности корпуса герметичного блока
Из-за перепада давлений внутри и вне корпуса его стенки испытывают механические напряжения (изгибные), которые должны быть меньше (табличное значение). На рис. 6.5 приведено схематичное изображение корпуса и его расчетная модель.
Рис. 6.5 – Корпус и его модель
Стенка корпуса с размерами а и в моделируется прямоугольной пластиной с жестким закреплением по всем четырем сторонам. Наибольшие напряжения в прямоугольном корпусе возникают на контуре стенки (при а в):
,
где С1 – коэффициент зависящий от отношения ;
Рбл – давление внутри блока;
h – толщина стенки .
Если , то ,
Прогиб Z (в мм) в центре контура стенки или дна определяется по формуле
,
где Е – модуль упругости материала, МПа,
С2 – коэффициент, зависящий от соотношения сторон.
Значения коэффициентов С1 и С2 находят по таблице 3.
Таблица 6.3
-
a/b
1
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
С1
0,3102
0,3324
0,3672
0,4008
0,4284
0,4518
С2
0,0138
0,0165
0,0191
0,021
0,0227
0,0241
Допускаемое напряжение при расчете стенки корпуса на прочность можно определить по формуле
,
где - предел прочности для хрупких и предел текучести для пластичных материалов;
,
где n1=1,2…1,5 - коэффициент достоверности определения расчетных нагрузок и напряжений;
n2 = 1,0…1,5 – коэффициент учитывающий степень ответственности детали;
n3=1,2…3 – коэффициент, учитывающий однородность механических свойств материалов.
Пример. Определить толщину стенок корпуса блока 420х300х300 мм выполненного из алюминиевого сплава.
Е= 70000 МПа,
=200 МПа,
Рбл = 0,098 МПа (внутри блока)