Напряжение распределение в стенках сосуд

Рис. 12. Распределение напряжений в стенках сосуда

Рис. 2.11. Распределение эквивалентных напряжений в стенке двухслойного сосуда.

Вывод формул, по которым определяют распределения напряжений по толщине стенки сосуда, дается в курсах теории упругости и сопротивления материалов, поэтому здесь он не приводится. [c.91]

Диаграммы распределения напряжений в стенках сосуда, работающего в области упругих и упруго-пластических деформаций (рис. 12, а и б), показывают, что в области пластических деформаций значение эквивалентного напряжения не зависит от давления, т. е. на диаграмме получается горизонтальный участок. В этом случае материал стенки используется гораздо лучше, чем при работе в области упругих деформаций. [c.52]

Цилиндры с обмоткой из ленты имеют ряд преимуществ при изготовлении их экономятся дефицитные металлы, так как последние расходуются только на изготовление внутренней трубы высокая однородность, которую приобретает материал ленты при ее обработке, позволяет снизить обычные запасы прочности хорошее распределение напряжений в стенке, что позволяет уменьшить ее толщину количество отходов металла составляет примерно 15% от отходов при производстве эквивалентного однослойного цилиндра,а время производства — примерно в 5 раз меньше. Кроме того, сосуды с обмоткой стоят значительно дешевле, чем толстостенные кованые сосуды, что видно из следующего сопоставления [c.277]

Концентрированные суспензии магнитно-жестких ферритов имеют большую величину предельного напряжения сдвига и в отсутствие внешнего магнитного поля, поскольку частицы таких суспензий самопроизвольно намагничены до насыщения. Практический интерес представляет возможность появления в таких суспензиях направленного синхронного вращения частиц в переменном поле (см. подраздел 3.11). При сдвиговой деформации суспензии направление вращения совпадает с направлением сдвига, что проявляется в существенном снижении вязкости суспензии и даже в эффекте, который формально может быть описан как появление отрицательной вязкости. Фактически это означает, что суспензия под действием поля начинает течь и в отсутствие какой-либо внешней, понуждающей к течению силы. Поскольку в отсутствие такой силы суспензия не знает , в каком направлении следует течь, то течение может принимать различные, иногда причудливые формы [3] движение от стенок сосуда к его середине, течение одновременно в двух противоположных направлениях. Наличие течения проявляется в том, что на поверхности суспензии регулярно возникают гребни движущихся волн. Суспензия интенсивно нагревается из-за непрерывного вращения частиц в вязкой среде, и поэтому она может использоваться как распределенный тепловыделяющий агент. [c.766]

Можно достичь распределения напряжений в стенке цилиндра, изображенного на рис. 15, не создавая предварительно остаточных деформаций. Надевая друг на друга в нагретом состоянии плотно пригнанные цилиндрические оболочки, получают при их охлаждении цилиндр, составленный из отдельных слоев, надетых с натягом. Натяг вызывает возникновение внешнего давления во внутренней оболочке и внутреннего давления в наружной, так что стенка ненагруженного сосуда оказывается напряженной (рис. 16). Этот метод разработал и предложил А. В. Гадолин (1856—1861 гг.). [c.61]

Напряжения в стенках оболочек. В технике наиболее широко применяют сосуды, состоящие из оболочек вращения. Рассмотрим элемент оболочки, образованной при рассечении ее двумя параллельными горизонтальными и двумя меридиональными плоскостями (рис. 7). Силы внутреннего давления, действующие на элемент, уравновещиваются усилиями, приложенными по его краям, касательными и поперечными силами и изгибающими моментами. Расчет сосудов с учетом действия всех указанных сил, производимый по так называемой моментной теории оболочек, очень сложен и громоздок и не всегда выполним. Во многих случаях действием изгибающих моментов и поперечных сил можно пренебречь, тогда расчет производят по упрощенным формулам безмоментной (мембранной) теории оболочек, которая рассматривает оболочку как гибкую мембрану. При этом толщину оболочки считают очень малой по сравнению с ее размерами, а напряжения предполагают равномерно распределенными по толщине. [c.32]

Рис, 16. Распределение эквивалентных напряжений в стенке двуслойного сосуда. [c.61]

Таким образом, в отличие от тонкостенных сосудов, в которых предполагается двухосное напряженное состояние материала и возникновение в основном растягивающих напряжений, равномерно распределенных по толщине стенки, в толстостенных сосудах материал нагружен по всем трем осям, причем кроме напряжений растяжения 0( и 0 , имеются еще и сжимающие напряжения ст . Из них только равномерно распределено по сечению стенки сосуда. [c.339]

Закономерность распределения осевых напряжений в стенке работающего сосуда. В то время как в сплошной стенке (см. табл. 5) осевые напряжения = 0,5 (а + о), для витых стенок в центральной трубе значительно выше, чем в навивке. Это объясняется увеличенной осевой податливостью сцепленных лент, зависящей от фактических допусков профиля отдельных лент, от температуры в момент заклинивания гребней набегающей ленты, и от многих других условий, не поддающихся учету [23]. [c.300]

Расчет многослойных сосудов. На распределение напряжений в стенке многослойного сосуда, как и в предыдущем случае, влияют многие не поддающиеся точному учету особенности сборки (фактический натяг, колеблющийся в зависимости от диаметра разностенность и точность вальцовки отдельных обечаек величина усадки сварных швов, зависящая от условий сварки и пр.). [c.301]

В последнее время начали изготовлять сосуды описанного выше типа из тонкостенного внутреннего цилиндра, скрепленного спирально навиваемыми на него со значительным натягом тонкими листами. Продольные края последовательно навиваемых листов свариваются между собой по мере их навивки, образуя непрерывное полотно. Таким образом избегают весьма сложной операции насадки с точной пригонкой цилиндра на цилиндр и обеспечивают наличие натяга, что, как известно, способствует лучшему распределению напряжений по стенке полученного таким путем толстостенного цилиндра. Натяг может быть постоянны.м для всех витков или же изменяться по мере изменения радиуса витка. [c.271]

Выше при расчете тонкостенных сосудов было сделано допущение о равномерности распределения напряжений по толщине стенок. В случае толстостенных сосудов это допущение неприемлемо, что видно из фиг. 60, на которой представлены эпюры радиальных, тангенциальных и осевых напряжений в стенках толстостенного сосуда (корпуса). [c.159]

Крупные сосуды, например брюшной отдел аорты, представляют собой толстостенные оболочки Я/к < 10). При турбулентном движении крови на внутреннем слое сосуда увеличивается удельная энергия деформации ] и напряжения Сть СТ2, аз распределяются нелинейно по толщине стенки сосуда. Для определения закона распределения ст, (/= 1, 2, 3) по толщине стенки необходимо определить изменения степеней удлинения Хх, Х2, А.З по толщине стенки. [c.132]

Классификация емкостей. Стационарные емкости — это стальные сосуды, работающие под давлением, оборудованные устройствами для налива, слива, отвода паровой фазы и измерений уровня жидкости, приспособлениями, предохраняющими от чрезмерного повышения давления и быстрой утечки сжиженного углеводородного газа при разрыве трубопроводов. Они могут иметь цилиндрическую или сферическую форму. Сферические резервуары применяют в основном для хранения бутана на пристанционных складах и складах готовой продукции нефтеперерабатывающих и газобензиновых заводов. По сравнению с емкостями другой формы сферические резервуары требуют меньшего расхода металла на единицу объема хранилища и меньшую толщину стенок за счет более равномерного распределения напряжения, по контуру оболочки. Однако при их изготовлении возникают трудности, связанные с разметкой и заготовкой листов. Сферические резервуары устанавливают только на поверхности. В СССР наибольшее распространение получили резервуары вместимостью 600 м с расчетным давлением до 1,8 МПа и толщиной стенки до 34 мм. Наиболее совершенный способ сооружения резервуаров — сборка их из укрупненных блоков-лепестков. Усовершенствованная технология монтажа сферических резервуаров позволяет предварительно собирать полусферы резервуаров в удобном положении. Лепестки сферических резервуаров изготовляют на заводе. На сферических резервуарах устанавливают предохранительные клапаны, приборы для отбора проб и замера уровня, термометры, манометры, патрубки для входа и выхода продукта, патрубки для уравнительной линии. Кроме того, в верхней и нижней частях оболочки резервуара размещают люки диаметром 500 мм. [c.44]

Так как точное определение указанных факторов невозможно, практический расчет витых сосудов основывается на обобщении результатов прочностных и деформационных испытаний большого числа промышленных сосудов, и испытания подтвердили предпосылку (см. главу 9) о довольно равномерном распределении кольцевых напряжений по толщине стенки в рабочем состоянии. ]Тоэтому за рубежом проверочный расчет витых сосудов ведут по усредненному напряжению в стенке от внутреннего давления (по приближенной формуле, полученной на основании теории наибольших касательных напряжений). Общая расчетная толщина стенки корпуса б, при внутреннем диаметре сосуда Од [27] равна [c.300]

Расчет на прочность сосудов и аппаратов высокого давления имеет некоторые особенности, связанные с тем, что толщина стенки у них значительна и нельзя пренебрегать неравномерным распределением напряжений в радиальном направлении. [c.131]

Автоскрепление—это третий путь достижения более равномерного распределения рабочих напряжений, возникаюш,их в стенках толстостенных сосудов под действием внутреннего давления. Метод состоит в том, что за счет внутреннего давления создают контролируемое перенапряжение внутренних слоев цилиндра, превышающее предел упругости. Когда давление снижается, волокна внутренней поверхности цилиндра остаются в сжатом состоянии, а волокна внешней поверхности—в состоянии растяжения. Этот метод нельзя применять [c.42]

Подставляя вместо г конкретные значения текущего радиуса, можно получить величину напряжений в любой точке толстостенной трубы, подверженной внутреннему давлению. Распределение напряжений по толщине стенки показано на рис. 3-5. Как видно из рисунка, радиальное и тангенциальное напряжения достигают максимальной величины на внутренней поверхности толстостенного цилиндра, а осевое одинаково по всей толщине стенки. Следовательно, наиболее опасное напряженное состояние получается на внутренней поверхности сосуда. [c.91]

Полная же аналогия имеется между давлением Р в цилиндрическом сосуде с толстыми стенками из эластичного материала и распределением напряжений Т (растяжения) в толще стенки как функции расстояния К от оси сосуда. Можно ожидать, что натяжение Т пропорционально градиенту скорости течения на данном расстоянии К от оси. Тогда задача сводится к отысканию распределения скоростей течения и коэффициента пропорциональности. Причина же возникновения натяжения линий тока представляется достаточно очевидной — это растяжение, а в пределе и распрямление молекулярных клубков под действием сдвиговых напряжений. Известно, что вытянутые частицы (клубки) преимущественно ориентируются своей длинной осью под углом к направлению течения. Далее не сложно убедиться, что растягивающая сила пропорциональна разности скоростей движения жидкой среды у концов растянутой молекулы, т. е. углу наклона ее оси к линии тока. Известно также, что ориентация частиц непостоянна, т. е. частицы вращаются в потоке. Следовательно, в той фазе вращения, когда ось растяжения молекулы совмещена с направлением линии тока, растягивающие силы не действуют и молекула получает возможность свернуться в клубок, сокращая, таким образом, тот отрезок линии тока, частью которого она является. Суммирование этих эффектов и создает макроскопическое проявление натяжения линий тока в виде эффектов Вайсенберга. [c.745]

Неравномерное распределение напряжений по толщине стенки приводит к неравномерной работе материала сосуда. Кроме того при достаточно большом давлении, например при Р 0,5 -[о] толщина стенки напряжения на внутренней стенке при любой ее толщине больше допустимых. То есть на внутренней поверхности наступят пластические деформации, в то время как остальные слои будут деформироваться упруго и конструкция считается неработоспособной. Изложенное выше заставило искать пути вовлечения наружных слоев в работу и разгрузку внутренних слоев. Одно из таких решений - применение скрепленных цилиндров. [c.161]

В простом толстостенном цилиндре напряжения, возникающие в результате внутреннего давления, распределяются по толщине стенки неравномерно и имеют наибольшую величину на внутренней поверхности. Если внешний радиус цилиндра вдвое больше внутреннего, то напряжение на внешней поверхности сосуда составляет только 40% от напряжения на внутренней поверхности 163]. Более равномерное распределение напряжений в толстостенных цилиндрах может быть достигнуто тремя методами 1) применением двуслойного цилиндра, [c.41]

Допущение, сделанное нами в расчете тонкостенных сосудов о равномерности распределения напряжений по толщине стенок, при расчете толстостенных сосудов становится неприемлемым. [c.337]

Рассмотрим распределение напряжений по толщине стенки толстостенного цилиндрического сосуда. У таких сосудов отнощеиие наружного диаметра к внутреннему превышает 1,2. [c.91]

К преимуществам многослойных сосудов следует отнести устранение ковки при изготовлении цилиндрической части корпуса минимальное количество отходов более равномерное (чем в сплошных сосудах) распределение напряжений по толщине стенки возможность использования углеродистой стали при изготовлении аппаратов, соприкасающихся с агрессивной средой (внутреннюю гильзу выполняют из коррозионностойкой стали) возможность 250 [c.250]

Прочностные испытания рулонных сосудов (вплоть до их разрушения) показали достаточно равномерное распределение напряжений по сечению стенки корпуса и большие значения предельных (разрушающих) нагрузок, чем в цельнокованых корпусах, [c.254]

При наличии в замкнутом цилиндрическом сосуде внутреннего равномерно распределенного давления напряженное состояние материала в любой точке стенки цилиндра определяется тремя главными напряжениями, действующими в трех взаимно перпендикулярных направлениях, проходящих через рассматриваемую точку (рис. 2) [c.53]

На рис. 2.19, а показан образец, вырезанный из стенки кровеносного сосуда и подвергаемый двухосному растяжению, а на рис. 2.19, схема стенда для двухосного растяжения мягких биологических тканей. Из сосудов, рассеченных в продольном направлении профильным ножом, выштамповывают образцы. Ширина ответвлений образцов должна составлять для аорты 10 мм, для вены 5 мм. Для получения в средней части образца равномерного распределения напряжений на ответвлениях образца делают сквозные прорези. Это предотвращает распространение концентрации напряжений на среднюю часть образца. Установка снабжена двумя парами зажимов. Нагрузка передается от наполняемого водой резервуара к зажимам при помощи нитей и системы блоков. Деформации образцов определяют с помощью фотографирования при заданных уровнях нагрузки. [c.37]

Не участвуя в распределении кислорода, кровеносная система насекомых редуцировалась до спинного сосуда, но при этом сохранила исходные функции переноса продуктов пищеварения от стенок кишечника к метаболически активным тканям и поддержания гомеостаза, то есть постоянства внутренней среды организма и ее защиты от агрессивных воздействий агентов. Вместе с тем гемолимфа обеспечивает осмотическое и гидростатическое напряжение стенок тела, клеток и органов являясь средой для биохимических реакций, она транспортирует и биологически активные соединения от мест их синтеза ко всем тканям. [c.27]

По второй методике отклонения катода определяются при помощи микроскопа, цена деления микрометрической шкалы которого составляет 2,5 мм. Нанесение осадка производится в стеклянном сосуде с плоскопараллельными стенками, что дает возможность улучшить распределение тока на поверх- ости катода. Параллельно с внутренними напряжениями определяются выходы металла по току. Авторы указывают, что второй метод, несмотря на свою простоту, менее точен. [c.93]

При выводе расчетных формул не учитывался вопрос о влиянии темпера-гуры, хотя он крайне важен, так как большое число каталитических процессов требует не только высоких давлений, но и высоких температур. Если к сосуду, находящемуся под высоким давлением, подводится тепло, то распределение напряжений в стенках сосуда изменяется. Например, при наружном нагреве внешние слои испытывают сжатие, в то время как внутренние слои находятся в состоянии растяжения. В этом случае стенки цилиндра настолько ослабляются, что для компенсации указанного эффекта при той же величине внутреннего давления становятся необходимыми более толстые стенки. При температурном градиенте, отвечающем случаю внутреннего нагрева, напряжения растяжения во внутренних слоях цилиндрических стенок настолько понижаются, что цилиндр приобретает большую прочность по сравнению с условиями, при которых указанный температурный градиент отсутствует. [c.41]

Диаграммы распределения напряжений в стенках сосуда, работающего в области упругих и упругонластических деформаций (рис. 2.7, а и в), показывают, что в области пластических деформаций значение эквивалентного напряжения не зависит от давления, т. е. на диаграмме получается горизонтальный участок. В этом случае материал стенки используется гораздо лучше, чем при работе в области упругих деформаций. В результате упрочнения, вызванного пластической деформацией, материал способен выдерживать более высокие давления. При этом в стенке цилиндра одновременно могут существовать три зоны упрочнения, пластическая и упругая (рис. 2.7, в). Наконец, если всполшить что при расчетах часто пользуются пределом прочности, который для высокопластичных сталей может быть вдвое меньше истинного сопротивления разрушению 8в), то несоответствие между теорией ж опытом становится понятным. [c.57]

ВЫСОКИ по сравнению с постоянными напряжениями в периоды. стационарных режимов. Этот случай характерен для многих конструкций, причем нестационарные термические напряжения часто превышают сумму стационарных термических и механических (от внутреннего давления) напряжений. Нестационарные термические напряжения заслуживают особенно тщательного анализа, при этом необходимо учитывать распределение температур не только по толщине стенки сосуда, но и между отдельными его частями. Высокие напряжения могут возникать в мембранной части около штуцерных узлов и опор из-за разности средней температуры между различными частями сосуда. И, наконец, при разогреве трубных систем, соединенных с сосудом, одновременно на штуцера и другие присоединительные элементы могут передаваться значительные усилия, превышающие нормальный уровень. При сочетании подобных условий расчеты деталей в соответствии с существующими в стандартах формулами и таблицами, по всей вероятности, будут не пригодны. Тем не менее часто оказывается возможным рассчитывать как сосуд в целом, так и отдельные его узлы, в тех случаях когда удовлетворяется условие упругоциклического действия. При этом необходимо, чтобы суммарный интервал изменения напряжений, включая пиковые нестационарные напряжения, удовлетворял критерию (3.21) [c.124]

Цилиндрические скрепленные сосуды, выполненные горячей посадкой. Основой конструкций, выполненных горячей посадкой, как и всех других типов, где остаточные (начальные) напряжения специально создаются в материале, является преимущественное использование благоприятно распределенных внутренних напряжений, а не увеличение массы материала (т. е. толщины стенок сосудов) для сопротивления рабочим нагрузкам. Во многих случаях дешевый материал, не удовлетворяющий условиям прочности, можно использовать в предварительнонапряженном состоянии, чтобы получить такие же результаты, какие имеет более дорогой и более высокопрочный материал. [c.342]

Метод автоскрепления (или автофреттаж) заключается в том, что толстостенный сосуд подвергается нагрузке достаточно высоким внутренним давлением. При этом материал внутренних слоев сосуда получает остаточную деформацию. После снятия давления в стенках сосуда появляются остаточные напряжения, распределенные подобно напряжениям в скрепленном сосуде после натяга внешнего цилиндра. Следовательно, такие сосуды работают также подобно скрепленным сосудам и могут выдерживать большее давление, че.м простые сосуды, до появления в них пластических деформаций. Лвтофреттажу подвергаются цилиндры, нагруженные давлением выше 6000 кг/ см". [c.346]

На рис. 6.4.1.1 показано распределение давления на стенку конического и щтиндро-конического сосудов [1], откуда следует, что на границе цилиндра с конусом происходит скачок давления, что обусловлено переходом материала в этой зоне от активного состояния к пассивному. Давление материала по мере приближения к вершине конуса зависит только от формы конуса и свойств материала и не зависит от напряжений в основании конуса. [c.430]

Напряжения в толстостенном цилиндре нельзя считать равномерно распределенными по толщине стенки, нельзя пренебрегать и силами сжатия, действующими перпендикулярна ей. В цилиндрическом сосуде, закрытом с торцов крышками и находящемся под внутренним давлением, действуют кольцевое, осевое (меридиальное) и радиальное напряжения. На рис. 103 показан элемент, условно вырезанный из стенки, и напряжения, действующие по граням этого элемента. [c.155]