Построение эпюры осевой силы

 

Расчетное давление газа в амортизаторе

 

МПа.

 

Газ давит на шток с силой

 

кН.

 

Несоответствие между силой Р_ш и внешней нагрузкой 528,127 кН объясняется наличием сил трения в буксах. Таким образом, сила трения в одной буксе равна величине

 

кН.

 

На верхнем конце штока газ давит на шток с силой

 

кН.

 

Следовательно, между сечениями, проходящими через верхнюю и нижнюю буксы, шток сжимается силой

 

кН;

ниже сечения нижней буксы – силой

 

кН.

 

На цилиндр газ воздействует через уплотнение с осевой силой

 

кН,

 

растягивающей цилиндр. При построении эпюры N_ц, следует учесть также силы F_тр и S_z. Окончательный вид эпюр осевых сил N_ц и N_ш показан на рис. 25

 

Рис. 25

 

Проверочный расчет штока

 

Вычисляем напряжение в расчетном сечении по формулам

 

Вначале находим вспомогательные величины:

 

 

F – площадь сечения штока;

W – момент сопротивления штока;

к_пл - коэффициент пластичности штока.

Для напряжений получим

 

 

- нормальные напряжения, направленные вдоль оси z;

- тангенциальные напряжения разрыва цилиндрических элементов от воздействия внутреннего давления;

- радиальные напряжения в цилиндрических элементах;

- касательные напряжения;

Для более опасного варианта (   = - 1296 МПа) имеем эквивалентные напряжения

 

Коэффициент избытка прочности:

 

.

 

Найдем для штока критические напряжения потери устойчивости и предельный изгибающий момент. Из формулы Эйлера

 

,

 

R – радиус срединной поверхности цилиндрического элемента;

 - толщина цилиндрического элемента.

Так как , то:

 

 

- критическое напряжение по формуле Тетмайера.

Так как максимальное сжимающее напряжение σ_z = 1296 МПа не превышает σ_кр, то шток не теряет устойчивость.

 

При  находим

М_пред - предельный изгибающий момент в рассматриваемом сечении.

Коэффициент избытка прочности

 

.