Проверка прочности внутреннего канала на внешнее давление

2.7.4. Проверка прочности внутреннего канала на внешнее давление

Расчетные нагрузки:

1. Установившийся режим Н = 0; М = 0;

Разрежение на входе в заборник распространяется на всю длину канала:

Dp^D = -0,645 кг/см² ; d_{ст.соты}  = 0,04 ;

s_м = 2400 кг/см² ; s_xz = 83 кг/см² ;

G_yz= 55,42 кг/см² ;

G_зап = Ö35,4·83 = 67,8 кг/см² .

Определяем Р_кр для несимметричной трехслойной оболочки с мягким средним слоем (рис. 26)

Рис. 26

l_i = 1 = E_н/Е_в ; К = 0,8 .

Заполнитель маложесткий:

g = h·B₁/l·R^0,5 ,

a = 5g·E_пр/G_зап ,

с₁ = D_2рас/D₂ ,

D_2рас = d_в³ + l_id_н³ = 0,15³ + 0,12³ = 0,00513 (см³) .

D₂= 4(z₀ – h – d_н)³ + 4(H – z₁)³ + 4l_i[z₀³ – (z₀ – d_н)³] ,

z₀ = [d_в² + 2d_в(d_н + h) + l_id_н²]/[2(d_в+ l_id_н)] .

z₀ = [0,15² + 2·0,15(0,12 + 2,8) + 0,12²]/[2(0,15 + 0,12] = 1,2461 .

D₂  = 4(1,246 – 2,8 – 0,12)³ + 4(2,27 – 1,246)³ + 4·1(1,246³ – (1,246 – 1,12³) = = 3,6515 ,

с₁ = 0,005103/3,6515 = 0,0013975 .

 = 6,627·10^-4 .

G_зап = 67,8 кг/см² .

а = 5·6,627·10^-4·6,8·10⁵/67,8 = 33,22.

Заполнитель маложесткий:

G_зап <<5g·E_пр .

67,8 << 5·6,627·10^-4·6,8·10⁵ ,

67,8 << 2233,18

lga = lg33,22 = 1,52

по графику при l₁ = 0,0013975 определяем a = 0,027.

Р_кр = кг/см² .

h = 0,864/0,645 – 1 » 0,34

Усилия действующие во внутренних и внешних слоях:

Е_z = 6000 кг/см²,

0,005358 ,

20,5 (кг/см),

S_в = 0,645·69,25/1,805358 = 24,741 (кг/см).

s_н = 20,5/0,12 = 170,8 (кг/см²),

Избыток прочности:

h = 2750/170,8 - 1 = 15,1 .

s_в = 24,74/0,15 = 165 (кг/см²) .

Избыток прочности:

h = 2750/165 - 1 = 15,7 .

Давление передаваемое на заполнитель:

Р_зап = Р/(1 + d + x) = 0,357 (кг/см²).

Проверяем систему ячейки заполнителя на усточивость. Схема нагружения приведена на рис. 27.

Схема нагружения грани ячейки заполнителя и ее параметры

Рис. 27

Р = 0,357 кг/см.

а/b = 20/10 = 2,0 , K = 3,6/

 = 34,56 кг/см² ,

f = 0,866·1 = 0,866 см².

s_см = (0,357·0,866)/(1·0,04) = 8,12 (кг/см²),

h = 34,56/8,11 – 1 = 3,26

Проверяем стенку ячейки на устойчивость от номинального давления в канале при М = 0,52 (Н = 0, Dp^D = 1,009 кг/см²).

Давление передаваемое на заполнитель:

Р_зап = Р/(1 + d + x) = 1,009/1,80536 = 0,559 (кг/см²).

s_см = (0,559·0,866)/(1·0,04) = 12,1 (кг/см²),

h = 34,56/12,1 – 1 = 1,856.

Определяем допустимый диаметр пятна непроклея по наружной обшивке.

Рассмотрим работу квадратной пластинки на устойчивость (кромки оперты).

a/b = 1, K = 3,6.

= 14,366 см.

F_непр = 162,1 см².

Принимаем коэффициент запаса по радиусу f = 2,5, тогда
a_непр = 5,746 см.

F_непр = 25,93 см² .