3.3.26 Напряжения в сложно нагруженном толстостенном резервуаре при продольном изгибе

Информация о материале
Родительская категория: Раздел 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ ДЛЯ УГЛУБЛЕННОГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ В КОНТЕКСТЕКОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА В ОБУЧЕНИИ
Категория: 3.3 Исследование деформаций и напряжений в сложно нагруженных тонкостенных и толстостенных резервуарах тензометрическим методом
Опубликовано: 27.10.2016 11:02
Просмотров: 422

В общем случае сжатый толстостенный резервуар может находиться в условиях сложного нагружения. При этом в точке его стенки возникают напряжения, вызванные сжимающей силой, внутренним давлением, крутящим и изгибающим моментами.

 

Конструкция экспериментальной установки

Опытная установка представляет собой толстостенный цилин­дрический резервуар 3 (рисунок 3.97) с наружным D и внутренним d диаметрами, толщиной t и высотой h, вертикально соединенный с основанием I. Резервуар испытан на максимальное внутреннее давление Рв и герметичность.

Высота резервуара больше его пятикратного диаметра. Резервуар имеет манометр 9 и кран 10 со штуцером для соединения с компрессором воздуха.

Сжимающее усилие F1, на резервуар передается прессом.

Внешний скручивающий момент на резервуар создается силой F2, которая действует на стальной канат 6, перекинутый через систему блоков 7 и 5, установленных на кронштейн, передается на двухплечный рычаг 4, создавая в горизонтальной плоскости пару сил с плечом 2l1. Один конец каната закреплен к кронштейну 14 [90].

Изгибающий момент в поперечном сечении резервуара вызывается силой F3, действующей на стальной канат II, перекинутый через блок 12, который вращается на кронштейне 13. Другой конец каната горизонтально соединяется к резервуару в вертикальной плоскости симметрии.

На наружной поверхности резервуара перпендикулярно к образующей наклеен тензометрический датчик РД1, который предназначен для измерения окружной относительной деформации ɛ1. Рабочие тензометрические датчики РД3, наклеенный параллельно образующей, и РД2, наклеенный радиально к оси симметрии поперечного сечения цилиндра, служат для измерений осевой ɛ3 и радиальной ɛ2 деформаций, вызванных внутренним давлением Рв.  

3 3.3 3.3.26 pic.3.97

Рисунок 3.97 Толстостенный резервуар с внутренним давлением, испытывающий продольный изгиб

 

Для размещения тензометрического датчика РД1 на стенке резервуара сделано отверстие диаметром 40 мм. На месте отверстия к резервуару I сваркой соединена трубка 2 диаметром, большим чем отверстие. На свободном конце трубки нарезана резьба для пробки 3. Трубка в нижней части имеет технологическое отверстие диаметром 4 мм для выпуска на поверхность выводов тензометрического датчика. Компенсационный тензометрический датчик КД наклеен на недеформируемой части установки. Вывод от рабочих тензометрических датчиков включается к отдельным измерительным каналам прибора ЦТИ-1.

После проверки работы тензометрических мостов измерителя деформаций технологическое отверстие в трубе заклеивается эпоксидным клеем.

Для определения относительной деформации ɛ4 от крутящего момента под углом 45° к образующей наклеен тензометрический датчик РД4. Относительные деформации ɛʹ3 и ɛʹʹ3 вызванные сжимающей силой F1 и изгибающим моментом от силы F3, определяются также тензометрическим датчиком РД3.