p align="justify"> При розрахунку котлів цистерн необхідно враховувати вплив внутрішнього тиску. Значення тиску парів перевезеного продукту приймається відповідно до технічних вимог до цистерни. Крім того, сила інерції рідини, що впливає на днище при перехідних режимах, наводиться до тиску, який прийнято умовно вважати лінійно убутним від максимуму на днище з боку удару (або з протилежного - при ривку) до нуля у протилежної днища.
Максимум цього тиску визначається за формулою
, (5.1)
де, - відповідно маса рідини і маса вагона;
- поздовжня сила «удару-ривка», прикладена до автозчепленню, або гальмівна сила вагона.
В зонах оболонки, віддалених на невеликій відстані від будь-яких зон, що порушують регулярність в геометрії серединної поверхні (зони крайового ефекту), внутрішній тиск викликає безмоментного напружений стан, тому розрахунок проводиться за безмоментной теорії. В основі формул лежить рівняння Лапласа.
Внутрішній тиск в котлі цистерни, призначеної для перевезення пропану, бутану і вуглеводневих газів становить р=20 кг / см.
Нормальні напруги в циліндричній оболонці котла цистерни
. Поздовжні напруги, кг / см
, (5.2)
де - радіус внутрішнього діаметра котла цистерни, см;
- товщина оболонки котла цистерни, см;
- тиск всередині котла цистерни, кг / см.
кг / см.
. Окружні напруги, кг / см
, (5.3)
кг / см
Нормальні напруги в еліптичному днище котла цистерни
. Поздовжні напруги, кг / см
, (5.4)
де - номер перетину,;
- коефіцієнт
, (5.5)
де - мала піввісь еліптичного днища (його висота)
, (5.6)
де - внутрішній діаметр котла цистерни, см.
см,
.
- кут, що відраховується від центру еліптичного перетину в сторону стику з циліндричною частиною котла;
, (5.7)
гдес інтервалом 15 см;
,
,
,
,
,
.
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см
, кг / см,
, кг / см.
. Окружні напруги, кг / см
, (5.8)
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см.
Еквівалентні напруги в циліндричній оболонці котла цистерни кг / см
кг / см, (5.9)
кг / см.
Еквівалентні напруги в еліптичному днище котла цистерни кг / см
кг / см, (5.10)
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см,
кг / см.
Будуємо епюри нормальних напружень.
. Епюра поздовжніх напружень, кг / см
. Епюра окружних напружень, кг / см
Епюра еквівалентних напружень, кг / см
Перевіряємо стійкість оболонки цистерни від вакууму.
В котлах цистерн може утворюватися розрядження, і їх оболонки виявляються під впливом стискаючого навантаження за зовнішнього надлишкового тиску. Таке нагружение здатне викликати втрату стійкості циліндричної частини котла. Бавовна при втраті стійкості пов'язаний з катастрофічними наслідками. Тому оболонки котлів повинні володіти певним за...
