Трещины в оборудовании (цилиндр для гидропривода): Расчетная работа по II части курса «Конструкционная прочность»

Страницы работы

Содержание работы

Кафедра  механики  твердого  деформируемого  тела

ПО  -  АО  -  ИТ  -  Р  -  ТЛ  -  НО  -  З  -  Г  -  Б

ПРИНЯЛ

Профессор________________ / Ю.А. Душин /

Расчетная работа по части II конструкционной прочности «Трещины в оборудовании»

Вариант  - II

Группа: К–301 (М-501)          Студент: Бертова Алина

Выдано 10.11.2004      Срок выполнения    08.12.2004     Представлено   04.12.2004

Расчетная работа по части II конструкционной прочности «Трещины в оборудовании»

Задача №1

1.  Формулировка задания

Текущее состояние

Применить концепцию «Течь перед разрушением» к оборудованию, представленному в табл.1-872 А. Сквозные трещины идут от выпускных отверстий диаметромd = 2*10-2D.

При расчетах следует:

Ø  толщину стенки В назначать по сортаменту;

Ø  свойства патоки и нефтепродуктов принимать по данным для масла МК [1], свойства щелока – как для воды;

Ø  коэффициент гидравлического сопротивления ζ в трещинах определять как в узких щелях; критический коэффициент интенсивности напряжений Кс для сталей принимать при минимальной температуре эксплуатации на основе значений Тк0, для сплава В95 – при нормальной температуре.

Расчетам должно предшествовать описание аварии с распечаткой или ксерокопией подлинника.

2.  Исходные данные

Таблица 1

Характеристики конструкций

Вариант

Конструкция

Источник с описанием аварии

Характеристики

Материал

D, м

Н, м

Pmax, ат

2

Цилиндр для гидропривода

[2] - c. 515

0,07

155

В95

                                                                                                                                              Таблица 2

Физические свойства масла МК

t,ºC

ρ,

кГ/м3

CP, Дж/(кГ·К)

λ,

Вт/(м·К)

ν·10-6,

м2

β·10-4,

К-1

Pr,

20

903,0

1,712

0,1485

1514

8,64

15800

                                                                                                                                              Таблица 3

Свойства материала

Материал

σВ, МПа

σТ, МПа

Е, МПа

К, МПа·м0,5

В95

600

550

7,1·104

28

3.  Предварительные определения

Определяем допускаемое напряжение:

Определение толщины стенки гидропривода:

По ГОСТ8734-75 толщина стенки составляет

Проверим следующее условие:

так как , то следует, что в гидроприводе плосконапряженное состояние.

Определим критический коэффициент КИН для исследуемого состояния:

Определение допускаемого размера трещины: так как диаметр отверстия , то маленькая трещина на большом отверстии.

Определим максимальное раскрытие трещины:

Допускаемое раскрытие трещины:

4.  Решение задачи

Гидравлические потери в трещине:

где  – это коэффициент потерь или коэффициент сопротивления, постоянный для данного русла.  связано с относительной длиной трубы , следующим образом:

 где  – коэффициент Дарси и есть  - функция числа Рейнольдса и относительной шероховатости, в данном случае берутся гидравлически гладкие поверхности, поэтому . Для ламинарного течения в трубах квадратного сечения

Поэтому исходное уравнение преобразуем:

выбираем  скорость масла в трещине.

Площадь трещины:

Расход масла:

При таком расходе масла произойдет авария.

Определим допустимый расход

выбираем  скорость масла в трещине.

Площадь трещины:

Расход масла:

При таком расходе масла трещина предельно допустима по нормам прочности.

Задача №2

1.  Формулировка задания

Критическое состояние

Определить допускаемую глубину (ширину) сквозных трещин в элементах конструкций, указанных в табл. 2 – 872 Б.

Наклон трещин – 45о по отношению к базовой линии.

2.  Исходные данные

Таблица 1

Характеристики конструктивных элементов

Вариант

Объект

Характеристики

Положение трещины

Материал

заданные

расчётные

поверхность

базовая

линия

2

Обрешётина

крыши

квадрат 50х50 мм, пролёт 1 м, скат 30о

нагрузка Р

скругление

сторона квадрата

дерево

                                                                                                                                  Таблица 2

Свойства материала

Материал

Е, МПа

σВР, МПа

поперек волокон

σВС, МПа

вдоль волокон

К, МПа·м0,5

Древесина

6·102-2·104

5-170

4-80

1-8

3.  Предварительные определения

Определим допускаемое напряжение:

Изгибающий момент действующий на балку при чистом изгибе:

Рассматриваем половину балки, так как она симметрична

В данном случае изгиб «косой» следовательно, разложим изгибающий момент на составляющие:

Определим поправочный коэффициент, для случая наклона под углом 45º (базовая линия – ребро балки):

4.  Решение

Рис. 1. Схема укладки балок и положения трещин

Определяем допускаемое значение размера ненаклонной трещины, то:

Для наклонной трещины, угол наклона 45º:

Список использованных источников:

Литература:

1.  Авчухов В.В. и Паюсте Б.Я. Задачник по процессам тепломассообмена. Учеб. пособие для вузов.М.: Энергоатомиздат, 1986. – 144с.

2.  Херцберг Р. В. Деформация и механика разрушения конструкционных материалов. Пер. с англ. / Под ред. Бернштейна М.Л., Ефименко С.П. – М.: Металлургия, 1989. – 576 с.

3.  Киселев П.Г., Справочник по гидравлическим расчетам, 1969г.

4.  ГОСТ 8734-75

Похожие материалы

Информация о работе