Расчет на прочность.

[alexsar 0]

Нужно прикинуть сосуд, работающий под давлением, на прочность. Внутренние размеры сосуда: диаметр-145 мм, высота-220 мм. Давление внутри сосуда Р=30 МПа. Построил модель в Solid Works, проверил в Cosmose. При толщине стенок сосуда 50 мм. Запас по прочности получился 1,4. Не слишком ли толстые стенки получились? Как обстоят дела на практике?

Может кто подскажет где можно найти методики по расчету на прочность в инете???

[grifel 3]

Вообще-то, многое зависит от формы сосуда...

И, где получились критические (максимальные) напряжения... Если в месте резких перегибов или перепадов толщин, то это лечится. А если по большей части поверхности, то значит так и есть...

30 МПа = 300 атм (если не ошибаюсь) - очень не слабое давление.

И, естественно, надо проверить характеристики материала в SW. Они там иногда сильно занижены (без учета термообработки)

Изменено 14 августа 2008 пользователем grifel

[Владимирович 0]

Толщина стенок очень большая, поэтому велика вероятность внутренних дефектов, вплоть до трещинообразных. При их наличии коэффициент запаса - 1,4 может оказаться недостаточным. Советую обратится к МР. Почитать литературу, например здесь: <noindex>http://www.eknigu.org/lib/E_Engineering/EM...ic%20materials/</noindex>.

А также посмотреть здесь: <noindex>http://mysopromat.ru/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl...cture_mechanics</noindex> . Там есть аналогичный вопросы.

[alexsar 0]

Анурьев «Справочник конструктора машиностроителя»

Табл 3. Внутреннее рабочее давление для труб бесшовных холоднодеформируемых по ГОСТ 8734-75

Внизу табл. Есть формула:

р=(2*s*σв)/D*n

где s- толщина стенки трубы, мм

σв- временное сопротивление при растяжении кгс/см^2 Для стали 10 σв=32

D – наружный диаметр трубы, мм

n – запас прочности

Подставив значения: s=20, D=145, n=2 получаем p=441 кгс/см^2

Г.С. Писаренко «Справочник по сопротивлению материалов»

Табл.35 Расчетные формулы для толстостенных цилиндров

Главные напряжения в опасной точке; эквивалентное напряжение для опасной точки (k=r1/r2)

Цилиндр под действием внутреннего давления p

σ2=(k^2/(1-k^2))*p (закрытый цилиндр)

где r1- внутренний диаметр

r2- наружный диаметр

p- давление

Подставив значения r1=145 мм, r2=250 мм, p=30 Мпа получим σ2=155

Т.е. запаса по прочности хватает по книжным расчетам.

В Solid Workse (Cosmos) получилось такое (при Dвнутр=145 мм, толщина стенок 52,5 мм, отверстия D=32, глубина 50 мм (отверстия для болтов для крепления крышки, резьбу я моделировать не стал):

Чему верить, как обстоят дела на практике???

Изменено 20 августа 2008 пользователем alexsar

[Rom@ 0]

Формулы, которые Вы привели абсолютно верны. У меня тоже раньше была проблема, почему результаты ручного расчета отличаются от расчёта МКЭ. Этот вопрос задали компании поставщику програмного обеспечения, был получен ответ: различие результатов возникает из подхода к расчёту, и были даны рекомендации по оценке результата, [n]=1,1. В Вашем случае 1.4>1.1 Я провожу расчеты в T-Flex Анализ, если хотите то могу провести расчет Вашего сосуда и сравните результат с SW Cosmos. Только мне нужны более точные размеры, чтобы построить модель!

[Islander 2]

1.

σв- временное сопротивление при растяжении кгс/см^2 Для стали 10 σв=32

Вы уверены? ИМХО, 32 кг/мм2, но никак не кг/см2.

2. /Оценочный расчет.../

Поскольку S=P*r/t, где

S=32/2=16 кг/мм2 допустимое напряжение с двукратным запасом;

r=145/2 = 72.5 мм - внутр. радиус

P=30 МПа = 3 кг/мм2 - внутреннее давление среды

то t = P*r/S = 3*72.5/16 = 13.6 мм - допустимая толщина стенок без учета ослабления отверстиями (Можно заложить в чертежи 14 или 15 мм)

2. А не проще ли фланцевое соединение крышки сделать, чем стенку ослаблять?

3. Отв. М32 в количестве 10 штук как-то лихо, ИМХО. Даже с учетом того, что внешняя нагрузка на болты ~ 50 тонн...

4. Вы спрашивали про методички? Где в интернете не знаю, но рекомендую для ознакомления, к примеру: ГОСТ 14249-89, ГОСТ 25215-82, ОСТ 108.31.09-85. Может что полезное и найдете в них.

[vector 13]

для alexsar

Считал я года три назад толстостенные цилиндры (составные и цельные ) на 3200-3700 атм. Пользовался формулами Ляме- Гадолина, см. Писаренко или Беляева. Нагрузка была пульсирующая по от нулевому циклу. После изготовления все прекрасно работало. Но отверстий таких как у Вас не было. Крышки крепились на резьбе ( по верху цилиндра).

[SergeTs 0]

У нас такие трубки толщиной 10 мм выдерживают и более 30 МПа.

Сталь 40Х 30HRC , сигма врем около 900 МПА (если не ошибаюсь).

Вы самое главное сигму не указали. Можно взять материал и толщины стенки 50 мм не хватит.

[ILL 241]

1. Организация, которая расчитывает сосуды, работающие под давлением, должна иметь соответствующую лицензию ГосТехНадзора Рф, а ее сотрудники должны сдать экзамен, т.е. быть аттестоваными на проектирование таких соссудов.

2. Программа расчета на прочность также должна иметь соответствующую лицензию ГосТехНадзора Рф. Насколько мне известно, ни одна такая программа не имеет такой лицензии. По крайней мере, ни Cosmos, ни ANSYS точно. ANSYS имеет лицензию ГосАтомНадзора, но не факт, что инспектора ГосТехНадзора это удовлетворит.

Поэтому, прикладывать такой расчет к комплекту документов на сосуд нельзя.

[scorpioo 0]

..подключал недавно ресивер одного из беллоруских производителей, так там в паспорте полностю весь прочносной расчет ентого ресивера, с указанием гостов..литературы и тд.

[Valery Moscow 1]

Похожая задача?

Оценка остаточного ресурса сосуда давления.

<noindex>http://www.cae-services.ru/data/222M.pdf</noindex>

[sloter 555]

Коллеги!

А на расчёт толстостенных сосудов есть ГОСТ, как на расчёт тонкостенных (ГОСТ 14249-89)? Всё чем я пользовался - это сопроматовские книги и методички. Всё дело в том, что необходима сертификация этих сосудов, в том числе и расчётов. Может кто подсказать где копать? Есть инфа из аттестационного органа, что им нужен код сосуда по классификатору ОКП05. Тогда они могут сказать требования к расчётам! Ещё интересует можно ли аттестовать расчёты сосуда, рассчитанного по допускаемым нагрузкам (предельным нагрузкам), а не по допускаемым напряжениям?