и деформаций в выбранных точках диаграммы (до точки пластической
неустойчивости) приведены в таблице.
Номер точки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
σ
и
, МПа 0 309 313 318 324 397 437 467 506 531 544 553
ε
и
, % 0 0,148 1,76 1,86 2,06 3,94 5,75 7,51 10,82 13,92 15,45 16,76
С учетом симметрии соединения относительно плоскости
OXY
конечно-элементный анализ проводили для половины соединения.
Считали, что на торце патрубка установлена крышка, через которую
на оболочку передаются осевые силы от внутреннего давления. Кроме
того, рассматривали сварное соединение оболочек, поэтому в расчет-
ной модели введен сварной шов с катетом, равным 1,5 H, который
учитывали в расчете, применяя элементы оболочки переменной тол-
щины. В целях уменьшения временных затрат расчетного анализа
применяли нерегулярную сетку элементов со сгущением ее к области
пересечения оболочек, где наблюдались максимальные напряжения.
В качестве примера приведем результаты применения разработан-
ной прикладной расчетной методики для модели полусферической
оболочки с патрубком, имеющей следующие геометрические размеры
(см. рис. 1):
R
= 200
мм,
r
= 40
мм,
H
= 4
мм,
h
= 3
мм,
l
= 100
мм,
где
l
— длина патрубка.
Таким образом, соединение пересекающихся сферической и ци-
линдрической оболочек характеризуется такими относительными гео-
метрическими параметрами:
R
H
= 50
,
r
R
= 0
,
2
,
h
H
= 0
,
75
.
(7)
Расчетный упругопластический анализ и определение предельных
пластических параметров нагрузки с использованием разработанного
критерия максимума скорости возрастания относительной пластиче-
ской работы проводили для радиального и нерадиального соединений,
как при отдельном действии внутреннего давления (
р
) и изгибающего
момента (
М
), так и при их совместном действии (
р
–
М
).
Для радиальных соединений при действии отдельных нагрузок
области наибольших напряжений в оболочках совпадают. Для нера-
диальных соединений наибольшие напряжения в оболочках и началь-
ные пластические деформации возникают в различных зонах области
пересечения (см. рис. 1): в зоне
В
— зоне острого угла сопряжения
поверхностей оболочек (при действии внутреннего давления); в зо-
не
А
— зоне тупого угла сопряжения поверхностей оболочек (при
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 2 9
