Главная | Обратная связь

Условие устойчивости. Допускаемые нагрузки

В нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности появление зон действия сжимающих напряжений в аппаратах происходит, когда аппараты нагружены:

- осевой сжимающей силой F, возникающей под действием собственной массы аппарата, внутренних устройств, рабочей среды и т.д.;

- наружным давлением Р_нар (в случае аппарата с рубашкой – рисунок 1.1, или когда внутри аппарата вакуум);

- изгибающим моментом М (от воздействия ветровых нагрузок).

 

Рис.1.1. Корпус аппарата:

а – с «рубашкой»; б – с кольцами жесткости

 

При одновременном действии всех трех нагрузок условие устойчивостисогласно ГОСТ имеет вид

 

р_./ [р] + F /[F] + М/[М] +(Q/[Q])² £ 1,0 (1.1)

 

где F, [F] – соответственно, расчетное и допускаемое значение осевой сжимающей силы, Мпа;

М, [М] –– соответственно, расчетный и допускаемый изгибающий момент; МНм;

Q, [Q] – соответственно, расчетное и допускаемое поперечное усилие; МН;

р, [р] – соответственно, расчетное и допускаемое наружное давление, МПа.

При отсутствииодной или двух из нагрузок: наружного давления, осевой сжимающей силы или изгибающего момента в выражении (1.1) принимают соответственно р_.= 0, F= 0 или М= 0.

Значения допускаемых нагрузок [F], [М], [р], [Q] определяются по формулам:

- допускаемое наружное давление

[р] = , (1.2)

- допускаемое осевое сжимающее усилие

[F] = , (1.3)

- допускаемый изгибающий момент

[М] = , (1.4)

- допускаемое поперечное усилие

[Q] = , (1.5)

 

где [р]_n, [р]_E ; [F]_n, [F]_E; [М]_n, [М]_E; [Q]_n, [Q]_E – соответственно, допускаемое давление, МПа; допускаемая осевая сжимающая сила, МН; допускаемый изгибающий момент, МНм; допускаемые поперечные усилия, МН, из условий прочности и устойчивости в пределах упругости;

По формулам (1.2, 1.3, 1.4, 1.5) определяется какая-то усредненная величина допускаемой нагрузки, поскольку разрушение сжимающего элемента может быть следствием:

- потери устойчивости;

- потери прочности;

- потери того и другого, то есть существует какая-то промежуточная область, когда разрушение является следствием и частичной потери устойчивости, и накоплением повреждений в материале элемента (частичной потери прочности).

Значения допускаемых нагрузок из условия устойчивости,входящие в формулы 1,2-1,5 определяются по следующим формулам:

[р]_E= ; (1.6)

[F]_E= ; (1.7)

[М]_E= ; (1.8)

[Q]_E= ; (1.9)

где Р_кр, F_кр, М_кр, Q_кр– соответственно, критическое давление, критическая осевая сжимающая сила, критический изгибающий момент, критическая поперечная нагрузка, МПа, Н, Нм, Н;

n_у- коэффициент запаса устойчивости, который равен:

- для рабочих условий n_у= 2,4;

- для условий n_у = 1,8.