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

Страницы работы

Уважаемые коллеги! Предлагаем вам разработку программного обеспечения под ключ.

Опытные программисты сделают для вас мобильное приложение, нейронную сеть, систему искусственного интеллекта, SaaS-сервис, производственную систему, внедрят или разработают ERP/CRM, запустят стартап.

Сферы - промышленность, ритейл, производственные компании, стартапы, финансы и другие направления.

Языки программирования: Java, PHP, Ruby, C++, .NET, Python, Go, Kotlin, Swift, React Native, Flutter и многие другие.

Всегда на связи. Соблюдаем сроки. Предложим адекватную конкурентную цену.

Заходите к нам на сайт и пишите, с удовольствием вам во всем поможем.

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 К_с для сталей принимать при минимальной температуре эксплуатации на основе значений Т_к0, 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	P_max, ат
2	Цилиндр для гидропривода	[2] - c. 515	0,07		155	В95

Таблица 2

Физические свойства масла МК

t,ºC

ρ,

кГ/м³

C_P, Дж/(кГ·К)

λ,

Вт/(м·К)

ν·10^-6,

м²/с

β·10^-4,

К^-1

Pr,

903,0

1,712

0,1485

1514

8,64

15800

Таблица 3

Свойства материала

Материал	σ_В, МПа	σ_Т, МПа	Е, МПа	К_1С, МПа·м^0,5
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 – 45^о по отношению к базовой линии.

2. Исходные данные

Таблица 1

Характеристики конструктивных элементов

Вариант

Объект

Характеристики

Положение трещины

Материал

заданные

расчётные

поверхность

базовая

линия

Обрешётина

крыши

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

нагрузка Р

скругление

сторона квадрата

дерево

Таблица 2

Свойства материала

Материал

Е, МПа

σ_ВР, МПа

поперек волокон

σ_ВС, МПа

вдоль волокон

К_1С, МПа·м^0,5

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