ко 2 (див. Рис. 7, г).
Величина місцевих напруг і їх внесок у напружений стан оболонки залежить найбільшою мірою від співвідношення жорсткостей оболонки і фланця. Справа в тому, що на фланець з боку оболонки діють перерізуюча сила Q і момент M (див. Рис. 7, б), які прагнуть розгорнути його і збільшити радіус. Вони рівні тим, які діють на оболонку. Чим менше жорсткість фланця, тим менші зусилля необхідні, для того, щоб узгодити деформацію оболонки і фланця, тим менше виявляються місцеві напруження. У зв'язку з цим, одним із шляхів зниження місцевих напружень в оболонках є зниження жорсткості фланців і місцевих потовщень. p> Інший приклад прояву крайового ефекту - деформація циліндричної оболонки з фланцем при її рівномірному нагріванні до деякої однаковою по довжині температури T (див. Рис. 8, а). Фланець вважаємо не нагрітим, нехтуємо, як і в попередньому прикладі, його деформацією, вважаючи його абсолютно жорстким. p> Радіальне переміщення w на видаленні від фланця можна знайти, розглядаючи збільшення довжини кола при нагріванні:
В
В
Малюнок 8 Напружено-деформований стан оболонки поблизу фланця при нагріванні оболонки
звідки
(10)
де - коефіцієнт лінійного розширення матеріалу оболонки.
Як і в попередньому прикладі, дія жорсткого фланця на оболонку замінимо розподіленими по окружності оболонки ізгібающім моментом M і перерізують силою Q. Вони забезпечують узгодження переміщень оболонки і фланця при деформації. Зокрема, в розглянутому прикладі - відсутність переміщення лівого кінця оболонки (див. Рис. 8, б). Характер розподілу сумарних температурних напружень з внутрішньої сторони оболонки показаний на Рис. 8, в, г. У цілому, він такий же, як і в попередньому прикладі; відмінність полягає в тому, що за межами зони крайового ефекту в оболонці відсутні і осьові і окружні напруги, тому що там відсутня сором теплового розширення. Напружений стан в небезпечній точці А - плоске, осьове напруження - розтягувальне, окружне - стискуюче. При різниці температур оболонки і фланця в 100 градусів при типових для корпусів ВМД розмірів еквівалентне температурне напруга становить більше 400 МПа. Зона крайового ефекту визначається співвідношенням (8) і для оболонки діаметром 500 мм і товщиною 1 мм становить близько 36 мм. br/>В
Малюнок 9 Напружено-деформований стан оболонки при нерівномірному по товщині нагріванні
Зниження температурних напружень можна домогтися, знижуючи різницю температур між оболонкою і фланцем і зменшуючи жорсткість фланця.
В якості третього прикладу розглянемо температурні напруги в циліндричній оболонці на достатньому видаленні від зон крайових ефектів при нерівномірному нагріванні стінки, однаковому по довжині оболонки (див. Рис. 9). Нехай розподіл температури по товщині оболонки підпорядковується лінійному закону, різниця температур н...
