Определение допускаемой амплитуды напряжений и допускаемого числа циклов нагружения

6.1. Допускаемую амплитуду напряжений определяют по формуле (9) или графикам черт. 5-8

. (9)

6.2. Допускаемое число циклов нагружения определяют по формуле (10) или графикам черт. 5-8

, (10)

где . (11)

Расчетная кривая усталости для углеродистых, сталей до температуры 380 °С

Черт. 5

Расчетная кривая усталости для низколегированных сталей до температуры 420 °С

Черт. 6

Расчетная кривая усталости для аустенитных сталей до температуры 525 °С

Черт. 7

Чертеж 8 исключен

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.3. Значения А и В в МПа определяют по табл. 3.

Таблица 3

Стали	А	B
Углеродистые	0,6 ^. 10^5	1,43 σс0 - 0,43 σт20 или 0,66 σв20 - 0,43 σт20
Низколегированные	0,45 ^. 10^5
Аустенитные коррозионно-стойкие	0,6 ^. 10^5	σс0 или

(Измененная редакция, Изм. № 1).

6.4. Коэффициенты запаса прочности по числу циклов n_N = 10, по напряжениям n_σ=2.

6.5. В случае соединения сталей с разными механическими характеристиками определяющей является сталь, дающая меньшие значения [σ_А] и [N].

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВНЫХ УПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ

Ниже приведены расчетные зависимости для определения наибольших упругих напряжений из условия напряженного состояния краевого эффекта в зонах сопряжения элементов сосудов и аппаратов. Зависимости получены методом строительной механики (метод сил) с использованием результатов и основных соотношений теории тонкостенных оболочек вращения и прикладной теории упругости. Зависимости получены для некоторых наиболее типичных узлов, когда сосуд или аппарат находится под действием внешних нагрузок (давление, температура).

Приведенные расчетные зависимости не исключают возможности использования решений, полученных другими способами (и для других узлов и типов сопряжении элементов), содержащихся в специальной и справочной литературе.

Составные оболочки вращения под действием внутреннего давления

1.1. Наибольшие упругие напряжения, возникающие под действием внутреннего давления в узлах сопряжения элементов сосудов и аппаратов, составленных из оболочек вращения (табл. 1), определяют следующими вычислениями:

а) определение вспомогательных безразмерных величин

где i = 1; 2;

a ₁₁ = f ₁+ εδ³ f ₂; a = - (1- εδ⁴);

Таблица 1

Различные типы сопряжения оболочек

Δ = a ₁₁ a ₂₂ - a ²;

b₁ = -u₁ + εδ²u₂ + f ₁q₀₁ + εδ³ f ₂q₀₂;

b₂ = υ₁ + εδ²υ ₂ - q₀₁ + εδ⁴q₀₂;

Величины f _i, u_i, υ_i и q_0i (i = l; 2) в приведенных выражениях определяют по табл. 2.

Таблица 2

Сопровождающие функции и безразмерные распорные усилия для оболочек вращения

Величина	Тип оболочки
цилиндрическая	коническая	сферическая	сплющенная эллипсоидальная (при отношении осей 1:2)
f i
ui	2 - μ	2 - μ 2 cosβi	1 - μ 2sinΘi	1 - μ - 3sin^2Θi 2sinΘi
υi		3sinβi 2 νρ1cos^2βi
q 0i		+ νρ1tg βi	+ νρ1ctg Θi	+ νρ1ctg Θi

Примечание. Знак «+» в выражении для q₀₁ соответствует верхнему положению полюса оболочки (табл. 1 настоящего приложения);

(Измененная редакция, Изм. № 1).

б) вычисление краевого усилия Q_0i и изгибающего момента М₀ (черт. 1 настоящего приложения;

;

в) вычисление упругих напряжений в крайних волокнах обечаек по линии их сопряжения

;

,

где η_х = η_φ = 1 - для цилиндрической оболочки;

- для конической оболочки;

- для сферической оболочки;

- для эллипсоидальной оболочки.

Знак «+» в выражениях для напряжений относится к внешней поверхности оболочки.

1.2. Наибольшие упругие напряжения, возникающие при действии внутреннего давления в узлах сопряжения обечаек сосудов и аппаратов через распорное кольцо (черт. 2), определяют следующими вычислениями:

а) определение вспомогательных величин и коэффициентов

;

; (i = 1; 2)

;

;

;

;

;

;

Остальные параметры определяют по п. 1.1, а.

б) вычисление краевых усилий Q _i и моментов M_i

Схемы пересечения оболочек вращения различной ориентации

Черт. 1

Схемы сопряжения оболочек через кольцо жесткости

Черт. 2

в) вычисление упругих напряжений в крайних волокнах обечаек по линиям их сопряжения с распорным кольцом

;

.

Значения коэффициентов η_x и η_φ принимают по п. 1.1.

l.3. Наибольшие упругие напряжения, возникающие по действием внутреннего давления в узле сопряжения оболочки вращения с плоским днищем (черт. 3), определяют следующими вычислениями: