О Г Р А С Л Е НОЙ С Т А II Д А Р Т
ДК 629.7.015.4.036.54,63.001.24:539.411.4(083.74) Группа 041
О
92—4326—80
т
КОРПУСА изделий ОТРАСЛИ.
Методики расчета на статическую прочность
Z66g 46.09 fa
Письмом Министерства
<■’; 23.06.1980г. .№ ЛИ-55 •.« к ивед* нн:і : Ґ
с I апреля 1981г.
Стандарт распространяется на корпуса изделий отрасли и устанавливает методики их расчета на статическую прочность.
Полное изложение области распространения стандарта приведено приложении 3, инв.Я 4/71 с
f
—
■Издание lb • -tn і.ц..і ш дірі-шсп.
-О БЩИЕ погазниа
Задачей расчетов на статическую прочность являете?; теоретг ческое определение разрушающих нагрузок (несущей способности или пре дельных напряженій), напряжеиного состояния и коэффициентов запасов прочности.
Расчетные материалы по статической прочности должны содержать перечень случаев нагружения, соответствующие расчетные случаи, коэффициенты безопасности, геометрические парг летры конструход-^» механические свойства -материалов, расчетные схемы, критерии прочности изложение методов расчета, расчетные значения коэффициентов запасов прочности (устойчивости).
Расчеты на статическую прочность проводятся по расчетным нагрузкам, определяемым дан всех расчетных случаев, установленных в "Нормах прочности на изделие .
При расчетах на статическую прочность значения ехашпесх характеристик материала элементов корпуса должны соответствовать ча симальиой рабочей температуре этих элементов в каждом расчетном случае.
Коэффициент запаса прочности корпуса в целом для изделия в каждом расчетном случае определяется как наименьший из ксэффвднеі тов запаса прочности отдельных отсеков в данном расчетном случае.
Коэффициент запаса прочности отдел].ного отсека определяем как наименьший ия коэффициентов задасовпрочности и устойчивости, соответСйующих различным формам разрушения отсека и его элементов і данном расчетном случае.
Расчеты на статическую прочность типовых конструкций допускается проводить по методикам, имеющим не меньшую точность по сравнению с методиками, приведенными-в стандарте.Расчетные .атериалы по статической прочности должны сыть і дополнены расчетами на прочность элементов, являющихся конструктив- ! ныж особенностями рассчитываевдого корпуса, которые не учитываются (- методиками, изломе иными в настоящем стандарте. »
ТИПОВЫЕ КСНСТРЗДИИ ОТЖСВ И «ЕТОВ КСШ'СА
П
ІІнв. .4 полі. І Подпись І! чати j Взам. .4 дуОл. | Подпись и tata
о конструктивному исполнению и прочностным расчетным схемам типовые конструкции разделяются:в случае герметичных отсеков на:
типовые гладкие герметичные отсеки;
типовые вафатгьные герме точные отсеки;
в случае негерметичных отсеков на:
типовые гладкие негерметичные отсею:;
типовые стрингерные негерметичные отсеки;
типовые вафельные негерметичные отсеки;
е
типовое фирменные отсеки.
Типовые гладгсие герметичные отсеки представляют собой за.лкн нутые емкости, боковая поверхность которых выполнена в ваде непод- крепленных круговых іщлиндрическпх оболочек. Торцевыми поверхностя х являются гладкие сферические оболочки (днища), черт. I.
Ограничение, накладываемые на нагрузку, геометрические и фхзи- ческие параметры типовых гладких герметичных отсеков приведены з подразделе 3.1.
Днища присоединяются к боковой поверхности с помощью круговых распорных шпангоутов. сваі>енных с оболочками.
■ 2.3. Типовые вафельные .герметичные отсеки представляют собой замкнутые емкости, которые выполнены в ваде односторонне подкрепленных круговых цилиндрических оболочек с частым
«І»Ґ II Ч|Д> -IHIIJ
і
•л
продольно-кольцевым или перекрестным (черг. 2) расположением ребер, изготовленных заодно СО стенкой оболочки И ИМЄЗЗДИХ поперечное се 1ЄНИЄ, близкое к прямоугольноглу. Торцевыми поверхностями Є1Ж0СТИ ЯВЛЯЮТСЯ гладкие или вафельные сферические днища (черт. 3).
Днища присоединяются к боковой поверхности через краевые распорные шпангоуты, которые свариваются с оболочками.
Ограничения, накладываемые на нагрузку, геометрические и физические параметры типовых вафельных герметичных отсеков приведены в і подразделе 5.1.
Типовые гладкие негерметичные отсеки представляют собой круговые оболочки цилиндрической формы, к торцевой поверхности которых привариваются или приклепываются торцевые шпангоуты.
Ограничения, накладываемые на нагрузку, геометрические и физические параметры типовых гладких негерметичных отсеков приведены в подразделе 3.1.
Типовые стрингерные негерметичные отсеки представляют собой круговые цилиндрические оболочки, подкрепленные в продольном направлении стрингерам и в окружном направления шпангоутами. Стрингеры и шпангоуты приклепываются к ободочке (черт. 4).
Ограничения» накладываемые на нагрузку, геометрические и физические параметры типовых стрингерных негерметичных отсеков, приведены в подразделе 4.1.
Типовые вафельные негерметичные отсеки представляют собой односторонне подкрепленные круговые цилиндрические оболочки с частим продольно-кольцевым или перекрестным расположением ребер, изготовленных заодно со стенкой оболочки и имеющих поперечное сечение, близкое к прямоугольному. К торцевой поверхности цилиндрической оболочки привариваются или приклепываются торцевые шпангоутыVici II mjhiivou ryXn Sif ніціл in. KBBfl 1 вісі н ч.иііпч.ц
a - с продолъно-поперечнызй подкреплением; б-с перекрестит-:
подкреплением
с*
Черт. 2 Оболочки вафельные сферические
шЬа тем 7 W®
а - с радаально-колъцевк
■
Ш •" fiOeepf^ro
подкреплением; 6-е перекрестные подареплеітем
Черт. 3
Ограничения, накладываемые на нагрузку, геометрические и фиэичес- 1 кие параметры типовых вафельных негерметичных отсеков, приведены в ! подразделе 5.1.
Типовые ферменные отсеки-цилиндрические или конические отсеки, состоящие из двух кольцевых шпангоутов, соединенных сваркой, с симметрично расположенными стержневыми элемента.® (черт. 5).
О
hiu. Ai под і. Подпись и [.из 1:'?м. пин. Лі Инь. Л° дубл. Полнись и дата
Z669 ^9 ІЗЮьіЦш
Лист
і і
І
І
11" 11» :i< '• и ' ■"> i ■« ; І: -..їм. 1' .V' ; і hi я -V і іолііґСь и іаы
0СТ|92-43і< - *0 «Лист M
МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГХАДШ ГЕРМЕТ5ИШХ ОТСЕКОВ
Зоїо Расчетная схема и основные допущения *
Расчетная схема гладких герметичных отсеков представляет собой замкнутую /емкость, боковая поверхность которой выполнена в виде зеподкреплённой (гладкой; круговой цилиндрической оболочки, а тор це Ж МИ поверхностями ЯВЛЯЮТСЯ гладкие сферические оболочки’.ДЇІІТЙ черт, 1. Двяша крепятся к боковой поверхности через кру
говые распорные шпангоуты, которые свариваются с оболочками» Емкость до высоты Н заполнена жидкостью. Между верхним днищем и поверхностью жидкости имеется избыточное внутреннее давление Р о ' о
Зо1о2о На отсек действует осевая перегрузка в направлении снизу вверх» В поперечном сечении цилиндрической части отсека с 4 координат ой X де йствуют:
Т (х) - осевая сила без учета разгружающего действия давления (положительное направление осевой силы при снятии);
@ (х) - перерезывающая сила (знак перерезывающей сиды всегда положительный);
/V(х) - изгибающий момент (вектор изгибающего момента перпендикулярен направлению действия перерезывающей силы, а величина изгибающего момента всегда положительная),
Цилиндрическая оболочка имеет переменную в меридиональном направлении номинальную толщину Ь(Х) .
При расчете на устойчивость цилиндрическая оболочка берется с постоянной толщиной /) , за которую принимается минимальная номинальная толщина,
При расчете на прочность при определении напрядений берется минимальная толщина h *”(х) в сечении с координатой X :
Л (хУтп(h М + ,h, w] , Ct'
u Co CO -* ’
Где Д - нижнее предельное отклонение от номинальной толщины /?(х) (величина нижнего предельного отклонения; берется с учетом знака);
К о - коэффициент сварного шва в зоне аварки; со
/? ,(*) - минимальная толщина цилиндрическая оболочки В золу
не сварки»
. Зоіобр При расчете на прочность сферических днищ берется мини
мальная толщина сферической оболочки» Для верхнего днища мияималь- / 777Z/7
мая толщижа /Л определяется по формуле:
min
(2)
где . /7 - номинальная толщина верхнего днища;
О
Д - нижнее предельное отклонение от номинальной толщины о
(с учетом знака);
Л.Л.
К е - коэффициент сварного шва в зоне сварки;
и - минимальная толщина в зоне сварки»
" , min
Для нижнего днища минимальная толщина п определяется по н
формуле:
Л =/T?zz?["64 +д
* L * * 9сб сЗ J *
Где Пн - номинальная толщина верхнего днища;
Ди - нижнее предельное отклонение от номинальной толщины л
(с учетом знака);
/<с$ - коэффициент сварного шва в зоне сварки;
/2* * минимальная толщина в зоне свайки».
со
3»1»7» Модуль упругости £ оболочек и шпангоутов принят одинаковый, а пределы пропорциональности, пределы текучести и пределы прочности для материалов цилиндрической оболочка, сферических днищ, опорных шпангоутов предполагается различными»
0 CT|9 2“ Ji и ст /«?
Коэффициент Пуассона для материала'цилиндрической оболочки в упругой области принимается равным 0,3, а в пластической - 0,5.
Материалы цилиндрической и сферической оболочек плас- • тичкые, т.Со удлинение при разрыве для отих материалов 3>10# . В связи с этин; вопросы краевого эффекта опускаются и расчет на прочность проводится по безмомептной теории.
Размеры цилиндрической оболочки удовлетворяют соотношению’:
где L - длина цилиндрической осодочки;
Р - радиус срединной поверхности цилиндрической оболочки.
При расчете на устойчивость за пределами пропорциональности касательный, модуль упругости материала цилиндрической оболочки , касательный модуль упругости материала верхнего шпая- гоута с.* , квсательны і модуль упругости материала нижнего шпая- г- # гоута определяются из линейной аппроксимации Тэтмайера-Лсянского диаграммы "критическое напряжение-гибкость” для сжатого ст ерь ня.
Расчетная схема гладких іггерметцчных отсеков отличается от расчетной схемы гладких герметичных отсеков следующим: отсутствуют НИЕНЄ8 и верхнее сферические днища;
вместо распорного 'Шпангоута на торце цилиндрической оболочки находится стыковочны-.' шпангоут;-
при расчете на прочность и устойчивость цилиндрической оболочка давление нзддутв О ' и высота столба :кткости Н полагаются ' о равными нулю.
Предполагается, что суммарная равнодействующая сила безмоыеятяых погонных усилий, возникающих в цилиндрической и сфе-Лист /З
пи ческой оболочках, при воздействии на инангоут проходит через пентр тяжести поперечного сечения шпангоута» т»е0 шпангоут не закручивается относительно своей центрально" оси»
Эо2о Определение снимающего критического напряжения цилиндри
ческой оболочки
Э»2о1о Скимаюшее напряжение, соответствующее потере устойчивос
ти шарнирно опертой
цилиндрической оболочки с учетон внутреннего
давления^определяется из ранения следующего уравнения:
Г (6 *)
/ к/}
где
- искомое критическое напряжение;
- коэффициент, зависящий от различных Факторов и опреде
ляемый соотношением:
где А* - экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние начальных несовершенств оболочки;
/Ґ - коэффидаент, учитывающий влияние внутреннего давления в упругой области работы материала оболочки;
/С - коэффициент, учитывающий совместное действие изгабаю- Af
щего момента и сжимающей осевой силы;
/С. - коэффициент, отражающий влияние пластических деформаций*
I
3*2*2* Для качественно изготовленных оболочек (начальные прогиби оболочки значительно меньше толщины /7 ) кооффяцнент /Г рэкомсз-
дуется принимать рава*м: