Лабораторные работы

 

 

Главная

Лабораторная работа

Тема: Определение напряжений в стенке тонкостенного сосуда

Цель работы:

Определение напряжений в стенке тонкостенного осесимметричного сосуда, находящегося под действием внутреннего давления, и сравнивание с напряжениями, полученными расчетным путем.

 

I. НЕОБХОДИМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1. Тонкостенный газовый сосуд.

2. Тензометрическая станция.

 

II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ

Тонкостенным осесимметричным сосудом называют оболочку, срединная поверхность которой представляет собой поверхность вращения, а соотношение толщины её стенки t и наименьшего главного радиуса кривизны срединной поверхности  составляет

Срединная поверхность  - геометрическое место точек, равноотстоящих от обеих поверхностей оболочки.

В стенке тонкостенного осесимметричного сосуда толщиной t, находящегося под внутренним давлением, напряжения определяют по известной формуле Лапласа (рис. 1):

~AUT0042

Рис.1. Тонкостенный осесимметричный сосуд

 

В настоящей работе используют  тонкостенный цилиндрический  сосуд (рис.2,а).

В этом случае принимают  (радиус кривизны образующей цилиндра). Из уравнения Лапласа (1) получают для окружного напряжения

Откуда

Меридиональное напряжение определяют из условия равновесия отсеченной части сосуда (рис.2,б) по формуле

3

а)                                                             б)

Рис. 2. Тонкостенный цилиндрический сосуд

 

Сравнивая  и  в цилиндрическом сосуде, видим что

Работа выполняется на установке, показанной на рис. 3 и представляющей собой тонкостенный цилиндрический сосуд 1, в который из источника давления 2 подается газ.

~AUT0044

Рис. 3. Схема лабораторной установки

 

Контроль за величиной давления осуществляется по манометру 3. На поверхности сосуда в средней его части наклеены тензодатчики в окружном 4 и меридиональном 5 направлениях, которые подключены к тензоусилителю 6. Через коммутатор 7 сигнал с тензодатчиков после усиления подается на измерительный прибор 8.

 

III. ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

1. Задают исходные данные: окружной радиус кривизны  меридиональный радиус кривизны  толщину стенки осесимметричной оболочки t; ступень внутреннего давления .

2. Балансируют мостовые схемы тензоусилителя, предварительно включенного в сеть для прогрева в течение не менее 20 минут.

3. Подают внутреннее давление Р, снимают показания  и  на измерительном приборе 8 тензоусилителя каждого тензодатчика и записывают в журнал наблюдений. Опыт повторяют 2 – 3 раза, увеличивая давление равными ступенями  и записывая для каждого опыта результаты испытаний в журнал наблюдений. По результатам измерений вычисляют приращения показаний тензодатчиков  и  на заданную ступень давления , а затем определяют среднее значение этих приращений  и

4. Вычисляют опытные значения окружного  и меридионального напряжения  при заданной ступени давления по формулам:

где Kt и Km - тарировочные коэффициенты тензодатчиков.

5. Вычисляют теоретические значения напряжений  и  при той же ступени давления  по формулам (2) и (3) и проводят сопоставление полученных результатов.

 

Форма отчета по лабораторной работе

1. Название лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Схема лабораторной установки.

4. Исходные данные.

- Окружной радиус кривизны .

- Меридиональный радиус кривизны .

- Толщина стенки сосуда t.

5. Теоретические расчеты.

- Окружное напряжение .

- Меридиональное напряжение .

6. Результаты опыта.

п/п

Давление P

Ступень внутреннего

давления

Показания

тензодатчиков

Приращения показаний

тензодатчиков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средние значения

приращений

 

 

7. Обработка результатов опыта.

- Значение окружного напряжения .

- Значение меридионального напряжения .

8. Сравнение опытных и теоретических значений.

 

Вопросы для подготовки к защите работы

- Какова цель лабораторной работы?

- Как устроена лабораторная установка?

- Какие тензодатчики применяют в работе? Опишите их устройство.

- Что называют тонкостенной осесимметричной оболочкой?

- Что называют срединной поверхностью оболочки (сосуда)?

- Как записывают уравнение Лапласа?

- Какое соотношение существует между меридиональным и окружным напряжениями в цилиндрической тонкостенной оболочке?

- Что означают символы:

- Как теоретически вычислить меридиональные и окружные напряжения в стенке цилиндрического сосуда?

- Какова методика опытного определения этих напряжений?


email: KarimovI@rambler.ru

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

 

 

 

 

Рейтинг@Mail.ru Каталог-Молдова - Ranker, Statistics

Directrix.ru - рейтинг, каталог сайтов