При выборе толщины стенки БВД из условия обеспечения требо-
вания к ее сплошности
δ
=
ˉ
p
20˜
σ
σ R,
(3)
коэффициент запаса прочности обычно представляют в виде произве-
дения трех коэффициентов:
σ
=
σ
в
σ
u
=
K
0
K
K
K
T
, где
˜
σ
в
= 10
−
6
σ
в
;
σ
в
— временное сопротивление материала;
σ
u
— допустимое напряже-
ние в стенке БВД при рабочем давлении; гарантированный коэффи-
циент запаса
K
0
в соответствии с рекомендациями для БВД принят
равным 1,5; коэффициент
K
K
≈
1
,
1
учитывает несовершенство рас-
четных схем; коэффициент
K
T
призван учесть несовершенство кон-
струкции, обусловленное примененными при изготовлении техноло-
гическими процессами. В частности для аргонно-дуговой сварки была
выбрана следующая зависимость коэффициента
K
T
от толщины стен-
ки в области сварного шва:
K
T
= 1
,
1
1
−
b
(
δ
0
−
δ
)
при
δ < δ
0
;
1
−
b
(
δ
−
δ
0
)
при
δ
≥
δ
0
,
где
b, δ
0
— константы;
δ
— толщина стенки БВД.
Последнее уравнение совместно с (3) позволяет выразить толщину
стенки через давление
δ
=
A
(1 +
bδ
0
)
1 +
Ab
при
δ < δ
0
;
A
(1
−
bδ
0
)
1
−
Ab
при
δ
≥
δ
0
,
(4)
где
A
=
1
,
21
K
0
ˉ
pR
˜
σ
в
.
Анализ соотношения (4) показывает, что при увеличении рабочего
давления толщина стенки БВД сначала уменьшается, а затем неограни-
ченно возрастает при стремлении к предельному значению давления.
Это давление может быть определено при решении трансцендентного
уравнения
A
=
50
K
0
K
1
ˉ
p
пр
R
˜
σ
в
3
4
π
10 ˜
E
0
ˉ
p
пр
ln ˉ
p
пр
!
1
3
=
1
b
.
Отсюда следует, что существует оптимальное значение давления
ˉ
p
опт
, при котором масса корпуса БВД
M
u
= 4
πρ
u
R
2
δ
минимальна и может быть выбрана в качестве целевой функции при
создании унифицированной конструкции, где
ρ
u
— плотность материа-
ла БВД. Это наглядно показывают расчеты для цельнометаллического
БВД из титанового сплава ВТ6-С. Как видно на графиках (рис. 3),
74 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 5
