Способ расчета на прочность композитной электроизолирующей вставки для трубопроводных систем - page 4

Рис. 2. Расчетная схема композитной электроизолирующей вставки
расчета напряжений и деформаций в композитной ЭИВ и прогнозиро - вания нагрузок, вызывающих пластические деформации в патрубках , кольцевых ребрах и разрушение композитной силовой оболочки . Расчетная схема композитной ЭИВ изображена на рис. 2. Толщи- на стенки металлического патрубка постоянна и равна h1 . Расчетной
нагрузкой является внутреннее давление p и осевая сила T . Обозна - чим через n количество кольцевых ребер. Тогда в конструкции можно
выделить ( n + 1) участков с различными геометрическими и физико - механическими параметрами . Композитная силовая оболочка имеет пе- ременную толщину стенки . Пусть h(i)
2 — толщина стенки ее i-го участ - ка. Рассматриваемую конструкцию считаем тонкостенной, т.е. отноше- ния h1 /R и h(i)
2 /R существенно меньше единицы. Полагаем также , что
напряженно-деформированное состояние ЭИВ при указанной нагруз - ке является безмоментным, т.е. местным изгибом патрубка и силовой
оболочки, обусловленным подкрепляющим действием кольцевых ре- бер , пренебрегаем. При этом справедлива гипотеза плоских сечений. Материалы металлического патрубка, кольцевых ребер и композитно- го слоя являются линейно упругими. Запишем закон Гука для i-го участка патрубка в следующем виде:
εx1 =
σx1
E −
ν
E
σθ1,
εθ1 = −
ν
E
σx1 +
σθ1
E
.
  (1)
Здесь E и ν — модуль упругости и коэффициент Пуассона; σx1 , σθ1 — осевое и окружное напряжения, εx1, εθ1 — соответствующие деформа- ции . Для упрощения записи здесь и далее индекс “i” при обозначении
величин опустим. Закон Гука для многослойного КМ, формирующего - ся в процессе намотки, представим в таком виде:
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н .Э. Баумана . Сер . “Машиностроение”. 2005. № 3 55