Расчет на прочность щита обшивки (черт. 1) производится в два этапа:
расчет пластинки;
расчет ребер жесткостей.
5
Черт. 1
а — щит обшивки; б — расчетный элемент пластинки
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
<7 — интенсивность поперечной нагрузки, МПа;
а, b—размеры пластинки (а^Ь), мм;
X = а)Ь — безразмерный параметр;s„—толщина пластинки, мм;
Е1— модуль упругости, МПа;
V — коэффициент Пуассона;
* ах, у ( b 2
с-т, у — ~£/~ ) —безразмерная величина;
* <7 ( Ь 4 _
7' = —безразмерная величина;
fs—fi + f ■> —стрела прогиба в центре пластинки, мм;
С1;С2, С3— коэффициенты (табл. 1);
pts3
Г 6П т т
и ~ 12(1—2) цилиндрическая жесткость пластинки, Н-мм;
А — высота щита обшивки, мм;
Таблица 1
м |
С1 |
с2 |
С3 |
1,0 |
0,0231 |
0,0231 |
0,00126 |
1,1 |
0,0264 |
0,0231 |
0,00150 |
1,2 |
0,0299 |
0,0228 |
0,00172 |
1,3 |
0,0327 |
0,0222 |
0,00191 |
1,4 |
0,0349 |
0,0212 |
0,00207 |
1,5 |
0,0368 |
0,0203 |
0,00220 |
1,6 |
0,0381 |
0,0193 |
0,00230 |
1,7 |
0,0392 |
0,0182 |
0,00238 |
1,8 |
0,0401 |
0,0174 |
0,00245 |
1,9 |
0,0407 |
0,0165 |
0,00249 |
2,0 |
0,0412 |
0,0158 |
0,00254 |
ОО |
0,0417 |
0,0125 |
0,00260 |
В —ширина щита обшивки, мм;
п — число поперечных ребер жесткостей, параллельных стороне А, шт.;
N—число продольных ребер жесткостей, параллельных стороне В, шт.;
К— поправочный коэффициент (табл. 2);
IFP — момент сопротивления ребра жесткости, мм3;
Jp — момент инерции ребра жесткости, мм4;
/р — максимальный прогиб ребра жесткости, мм.
Таблица 2
'<=4 |
Отношение n/N |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1,0 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
2,0 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
1,о |
1,0 |
1,0 |
3,0 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
4,0 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,1 |
1,1 |
1,1 |
5,0 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
6,0 |
1,5 |
1-4 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
1,2 |
7,0 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
8,0 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
9,0 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,3 |
1,3 |
1,2 |
1,2 |
10,0 |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1,4 |
1 ,з |
1,3 |
1,3 |
РАСЧЕТ ПЛАСТИНКИ
Напряжения в срединной поверхности пластинки определяются по формулам:
— -А-; С, = А. — безразмерный прогиб в центре пластин- 4'п ’ л’п ки (определяется по черт. 2, 3).
Максимальные напряжения изгиба:
QC^qb- . _ 6C2qb2
М, н Л ’ у, и — Л ' •
М 6П
Максимальный прогиб в центре пластинки
fi-fs + СіЯ -Q-•
Суммарные напряжения:
—
= о -I- а
,с у I у.и
Зу,с< !>5 И-
ах + аг,и;Условия прочности:
“.v.e -AS [ о'|;
где [ст*] — номинальные допускаемые напряжения, принимаются согласно ОСТ 108.031.02—75 и табл. 3
.
Черт. З
OCT 108.031.07—82 Стр. 31
Таблица З
t, °С |
Номинальные допускаемые напряжения для стали ВСтЗкп по ГОСТ 380—71, МПа |
t, °С |
Номинальные допускаемые напряжения для стали ВСтЗкп по ГОСТ 380—71, МПа |
20 |
133,0 |
325 |
83,0 |
100 |
120,0 |
350 |
79,0 |
200 |
' 111,0 |
375 |
71,0 |
250 |
102,0 |
|
|
275 |
98,0 |
400 |
64,0 |
300 |
92,0 |
425 |
58,0 |
Максимальный относительный прогиб пластинки должен удовлетворять условию:
Wa 1
а "'■ 150 •
РАСЧЕТ РЕБЕР ЖЕСТКОСТЕЙ
Методика справедлива для случая равенства профилей продольных и поперечных ребер жесткостей.
Погонная нагрузка на ребро
, <?АВ ..
У ~ и А + Д/в
где ВA; n^N.
Необходимый момент сопротивления ребра
и/. — д W mln ~ 10 [а<] •
Максимальный прогиб ребра
5<?' А1
384/А/р
о
3.5. Максимальный летворять условию:
тносительный прогиб ребра должен удов-W'p 1
"А” ^750 •
ПРИМЕР РАСЧЕТА
Произвести расчет на прочность щита обшивки В = 5000 мм, А = 2400 мм на давление q = 3-10 3 МПа.
Толщина листа обшивки sn = 3 мм.Размеры пластинки & = 600 мм, а = 600 мм.
Число поперечных ребер л = 9 шт.
Число продольных ребер N — 4 шт.
Безразмерный параметр Х=1.
Температура металла обшивки /и = 300°С.
Температура металла ребра жесткости /р=100°С.
Материал листа обшивки и ребра жесткости — ВСт2.
Модуль упругости Е; = 1,85-105 МПа.
Коэффициент Пуассона v = 0,3.
Порядок расчета представлен в табл. 4.Таблица 4
Искомая величина
Источник
Расчет
1. Безразмерный про
гиб в центре пластинки
Черт. 2, 3
4 = 0,38, 4 = 0,4;
3-10'~3 / 600 у
1,85.105 ( 3 )
&С}д№ __ 6-0,0231-3-10~3-6002
Напряжения в срединной поверхности, МП
а
4. Максимальный прогиб в центре пластинки, мм
Л — fl + f‘2. — ^2Sn '~~
= (0,38 4- 0,4) 3--2,35;
/п /з 4’ С'з# 2У
= 2,35 = 0,00126 -3-Ю-24 вв-°*_- = 3,
5
Искомая величина
Источник
Продолжение табл. 4
Расчет
Суммарные напряжения, МПа
Условия прочности
7. Максимальный относительный прогиб пластинки
8. Погонная нагрузка на ребро жесткости, Н/мм
С == ах + °Л-,И = 3,9 + 16,5 = 20,4
20,4 < (1,5,66 = 99,0),
где [sz] = 66,0;
условие прочности выполняется
Л 1 3,5 '1 1 .
а 150 ’ 600 ~ 158 < 150 ’
условие прочности выполняется
, <?АВ 3-10-3,5000-2400 q ~иА + МВЛ” 9.24004-4,5000
Х1,2 = 0,87
Необходимый момент сопротивления ребра, мм3
Максимальный прогиб ребра, мм
И. Максимальный относительный прогиб ребра
3 Заказ 976
fdq'Ai 5-0,87-24001
= Н,8,
где Jp = 17,2- 10і (принята полоса hp X Sp=
== 70 X 6 мм)
/р . 1 11,8 '1 1 .
А 150 ’ 2400 ~ 204 150 ’
условие выполняется
ПЕРЕЧЕНЬ ДОКУМЕНТОВ,
НА КОТОРЫЕ ИМЕЮТСЯ ССЫЛКИ В ТЕКСТЕ ОТРАСЛЕВОГО СТАНДАРТА
Обозначение документа |
Наименование документа |
Номер пункта стандарта |
ГОСТ 380—71 |
Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки и общие технические требования |
3.1 |
ОСТ 108.031.02—75 |
Котлы стационарные паровые и водогрейные и трубопроводы пара и горячей воды. Нормы расчета на прочность |
3.1; 9.1; 9.3; 9.4 |
ОСТ 24.030.45—74 |
Воздухоподогреватели трубчатые паровых стационарных котлов. Общие технические условия |
8.1 |
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Условные обозначения 1
Общие положения 3
Допускаемые напряжения и значения сжимающей силы ... 6
Расчетная температура стенки 7
Расчет на прочность трубных досок 8
Расчет на прочность и устойчивость труб и анкерных стоек . .11
Расчет на прочность ребер жесткости 12
Выбор толщины трубных досок и подкрепляющих ребер ... 13
Поверочный расчет на усталость 14
Приложение 1.'Максимальный прогиб перфорированной части трубной доски 15
Приложение 2. Справочные данные. Зависимость модуля упругости и коэффициента линейного расширения от температуры для углеродистых сталей 16
Приложение 3. Примеры расчетов 17
Приложение 4. Расчет на прочность щитов обшивки 26
Изм.
Номера листов (страниц)
Номер документа
Подпись
Дата
Срок введения изменения
измененных
замененных
новых
аннулированных
Редактор 3. Ф. Рудина.
Технический редактор Н. П. Белянина. Корректор Л. А. Крупнова.
Сдано в набор 0'1.12.82. Подписано к печ. 30.05.83. Формат бум. бОХЭО’/іе-
Объем 2'К печ. л. Тираж 600. Заказ 976. Цена 50 коп.
Редакционно-издательский отдел НПО ЦКТИ.
194021, Ленинград, Политехническая ул., д. 24.
1 Заказ 976
2 Максимальные напряжения изгиба, МПа