Условия появления краевых нагрузок

Это может произойти в следующих случаях:

– при соединении обечаек разной толщины

– при изменении прочностных и физических характеристик конструкционного материала в меридиональном направлении при переходе от одного сечения к другому.

– в местах различных переходов температур по высоте

Кроме того, чаще всего краевые нагрузки возникают вследствие заделки края оболочки, соединения оболочек под углом, наличия массивного фланца или крышки и т.д.

18. Зона действия краевого эффекта. Определение краевых нагрузок

Меридиональные и тангенциальные напряжения s_m и s_t, а также угловые и линейные деформации q и D, вызванные краевыми нагрузками, носят локальный характер.

Зона действия краевого эффекта (ЗДКЭ) вычисляется по формуле

,

где b – коэффициент затухания, 1/м ,

Для цилиндрической оболочки

.

Для нахождения краевых нагрузок составляется расчетная схема узла сопряжения. Нагрузки Q₀ и M₀ определяются из уравнений совместности деформаций. Учитывая, что в узле сопряжения деформации краев оболочек одинаковы, в общем виде можно записать:

Это уравнение решается с использованием принципа независимости действия сил, то есть находятся деформации отдельно от каждой нагрузки и тогда уравнение переписывается в следующем виде

где , , , , , – соответственно радиальные

и угловые (рад) деформации края цилиндрической обечайки под действием нагрузок Р, Q₀, М₀;

правило знаков: линейные перемещения считаются положительными, если от рассматриваемой нагрузки край оболочки перемещается в направлении от оси.

Угловые перемещения считаются положительными, если внешняя нагрузка создаёт момент, направленный по часовой стрелке, относительно рассматриваемого сечения.

При этом в первом приближении принимается, что Q₀ >Q.

Аналогично записывается уравнение для углов поворота, решаются два уравнения с двумя неизвестными и находятся значения Q₀ и M₀.