Контрольная работа: Аналіз напруженого стану складених тонкостінних оболонок

MПа

Зона ІІІ

Зона ІІІ включає в себе ділянку циліндричної обичайки апарата, незмінну за своєю геометрією та навантажену також незмінними за своїм характером зовнішніми силами (хоча і змінними за своєю величиною).

В меридіональному перерізі даної зони діють такі зовнішні сили:

- внутрішнього надлишкового газового тиску;

- гідростатичного тиску рідини, яка знаходиться над рівнем перерізу оболонки, в якому визначаються напруження.

Колові напруження будуть змінюватись по довжині оболонки, бо одна із зовнішніх діючих сил змінна в осьовому напрямку.

Меридіональні напруження будуть постійними і рівними меридіональним напруженням в зоні ІІ

Колові напруження шукаємо з рівняння Лапласа, де потрібно взяти до уваги зміну гідростатичного тиску по висоті апарата

Тоді колові напруження в цьому перерізі будуть дорівнювати

Меридіональні напруження визначимо аналогічно зоні ІІ з умови рівноваги

MПа

Зона ІV

У меридіональному перерізі, де виникають колові напруження, зовнішніми силами є внутрішній надлишковий газовий тиск і гідростатичний тиск рідини, тобто такі самі сили, як і в зоні ІІІ.

У коловому перерізі, де діють меридіональні напруження, зовнішніми силами є внутрішній надлишковий газовий тиск і маса рідини, що міститься як над перерізом, так і під ним, тобто маса всієї рідини, що міститься в апараті, і, як і тиск газу, утворює осьову силу розтягнення.

Колові напруження визначають за виразом, який є справедливим як для зони ІІІ, так і для зони ІV

Для визначення меридіональних напружень складемо рівняння рівноваги

,

де - меридіональні сили пружності;

- сила внутрішнього газового тиску;

- сила гідростатичного тиску рідини, що міститься над перерізом;

- маса рідини, що міститься нижче перерізу і створює силу в

циліндричній частині оболонки

- маса рідини, що міститься нижче перерізу і створює силу в конічній частині оболонки.

Підставимо вирази діючих сил у рівняння рівноваги: