Испытание цилиндрических образцов на устойчивость
Цель лабораторной работы:
Общие положения
1.1.1 Понятие об устойчивости. Критические нагрузки
Потеря несущей способности тонкостенных конструкции может происходить в
результате ______________________________________________________________
когда внешние __________________________________________________________
и при этом возникают новые _______________________________________________
Наиболее ярко явление потери устойчивости проявляется в легких _________
________________________________________________________________________
Поэтому при проектировании тонкостенных конструкции с расчетом на прочность
ведется _________________________________________________________________
Нарушение устойчивости не является следствием каких-либо _______________
________________________________________________________________________
а является исключительно следствием _______________________________________
________________________________________________________________________
Значения напряжений, действующих в стенках оболочек в случае действия
________________________ давлений, получаются одинаковыми, так как в обеих слу-
чаях напряжения __________________________________________________________
________________________________________________________________________
Однако равенство величин растягивающих и ______________________________, возникающих при действии на сосуд равных, ______________________________
по направлению нагрузок, не дает еще право сделать вывод, что сосуд будет одинаково
___________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
В качестве одной из основных причин потери устойчивости считается появление________________________________________________________________________зачастую меньших, чем ____________________________________________________
____________________________________, при которых оболочка уже теряет устойчивость формы, называют критическими Нагрузки (силы, моменты, давления), вызывающие __________________, также называют критическими.
Связь между критическими нагрузками и напряжениями:
σкр= (1)
или
σкр= (2)
Расчет устойчивости зачастую сводится к проверке оболочки на ________________
при толщине стенки, ___________________________________________________________
Если толщина стенки окажется недостаточной _____________________ устойчивости, необходимо усиление оболочки дополнительными элементами (кольцами жесткости), ____________________________ потере устойчивости согласно рис. 1.1, или заново рассчитать толщину стенки, исходя уже из требований _______________________________________________________
Таким образом, все расчеты устойчивости заключаются в определении:
-действующего _________________________;
-критического __________________________;
-в обеспечении _________________________.
При действии наружного давления
n ≥ (3)
или
n ≥ (4)
где Ркр, σкр – ____________ значения давления и напряжения, Мпа;
Р, σ – ___________________________ значения этих величин, Мпа;
n – коэффициент запаса устойчивости.
При одновременном действии всех трех нагрузок условие устойчивости имеет вид
1 ≥ (5)
где [F], [М] и [рн] – допускаемые значения осевой сжимающей силы, изгибающего момента и наружного давления, Мпа;
рн.р, F и М – расчетное давление, осевая сжимающая сила и изгибающий момент, Мпа.
Разрушение сжимающего элемента может быть следствием:
- ___________________________;
- ___________________________;
- разрушение является следствием и ________________________________________
В этом случае необходимо определить какую-то _________________________, __________ которая находится как гармоничное по формулам:
[рн] = (6)
[F] = (7)
[М] = (8)
где [рн]s, [рн]у - _________________________ соответственно из условий прочности и устойчивости в пределах упругости; МПа;
[F]s, [F]у - _____________________________________ соответственно из условий прочности и устойчивости в пределах упругости, МН;
[М]s, [М]у - ___________________________________ соответственно из условий прочности и устойчивости в пределах упругости, МНм.
В лабораторной работе рассмотрены два основных случая потери устойчивости цилиндрических оболочек – под действием ________________________________________________________________
При этом необходимо отметить, что формулы, которые будут приведены ниже, применимы при условии, что расчетная температура не превышает для углеродистых сталей – 380 0С, для низколегированных – 420 0С, для аустенитных – 525 0С, т.е. в условиях, когда ______________________________________________________________________________________________________________
Обычно потеря устойчивости происходит _____________________, с образованием глубоких _______________________, обращенных к центру кривизны согласно рис. 1.1, а.
Вдоль образующей располагаются несколько _______________. Такую форму потери устойчивости называют ________________. Реже наблюдается ________________________ с образованием в окружном направлении одной кольцевой вмятины, как на рис. 1.1, б. Обычно это характерно ______________________, а для длинных - _____________________________ осевой силой и внутренним давлением.
а – несимметричная, б - осесимметричная
Рис. 1.1. Формы потери устойчивости цилиндров при осевом сжатии
Потеря устойчивости цилиндрических оболочек от действия осевой сжимающей силы может быть__________________________________________________________________________________________
Стандартный метод расчета цилиндрических оболочек
1.1.1 Общая потеря устойчивости от действия осевой сжимающей силы
При общей потере устойчивости оболочка рассматривается как ______________________, при этом
lp/D 
10;
где lp – ___________________________________________________, м;
D – _________________________. м.
Расчетная длина для сосудов и аппаратов с выпуклыми днищами (рисунок 1.2) определяется следующим образом:
lp = (9)
где l - длина обечайки, находящейся под действием наружного давления, м;
h0 - высота цилиндрической части (отбортовки) днища, м;
Н – глубина днища, м.
а - _________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
Рис. 1.2. Схемы к определению расчетной длины цилиндрической обечайки
Если обечайка с __________________, то расчетная длина равна длине оболочки lp = l.
Допускаемая осевая сжимающая сила из условия _____________________________ определяется по формуле (10) как для длинных стержней:
[F]y1= (10)
где 
- гибкость оболочки;
lпр - приведенная расчетная длина центрально сжатой оболочки, определяемая в зависимости от способа закрепления, lпр = 2×l, где l –длина оболочки м;
n у- коэффициент запаса устойчивости, равен 2,4 – для рабочих условий и 1,8 – для условий испытаний и монтажа.
1.1.2 Местная потеря устойчивости от действия осевой сжимающей силы
Местная (локальная) потеря устойчивости наблюдается, когда происходит _______________
_____________выпучивание стенки, как это показано на рис. 1.3, при этом lp/D < 10.
| N |
| N |
Рисунок 1.3 - Местная потеря устойчивости
Допускаемая осевая сжимающая сила из условия местной ___________ ______________ определяется по формуле (11)
(11)
Допускаемое осевое сжимающее усилие из __________________ определяется по формуле (12)
, (12)
а допускаемое осевое сжимающее усилие из ____________________ в пределах упругости определяется по формуле (13)
[ F ]у = (13)