ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.04.2020
Просмотров: 4263
Скачиваний: 3
26
D=
Et'h3
2x (За)
12 (1-A )
П - коэффициент Пуассона;
□ - отношение приведенного наружного радиуса фланца к внутреннему.
Приведенная нагрузка фланца Рпр. определяется по выражению:
Рос (А. - Aj+g-(*W-Pj
гч» - ~ П -D » ' '
где Dm. — приведенный диаметр окружности силовых шпилек; Ц,.н.ф. - внутренний диаметр фланца.
В плотно затянутом соединении «блок-цилиндровая втулка» усилие в шпильке определяется по формуле [4]:
P6=T + Q,2.Pj (5)
Здесь Т - сила предварительного затяга шпильки, определяемая:
*>&*ЗМ (6)
Pj - сила инерции поступательно и вращательно движущихся масс;
Q - усилие, действующее на стык, равнодействующая контактная реакция:
(2 = Г-(0,75 + 0,85)-Ру /7ч
Рос. - сила, действующая на половину головки цилиндровой втулки:
27
(8)
Угол поворота Пi в сечении О-О на расстоянии R^Ro от заделки под действием нагрузки Pj и момента Мо выражается зависимостью [4]:
е,
_Pj\K-K*f In ■R0-M0-(Rm-R{i)
EJ
2-Е J
(9)
где J — момент инерции сечения заделки, определяемый по формуле:
У =
(хрш-гс)к>
12
(10)
Здесь Z — количество силовых шпилек.
Условие совместности деформаций рассматриваемых элементов в сечении О-О имеет вид:
в-а
(И)
Приравнивая выражения (2) и (9), находим в сечении О-О:
-B-D
нфп.
Н
=
ЪтЯъ
PjiK-Ъ)
Ј>+Q5
P^D^AEJ
Kli+{X25-f^K22+hKi2
(а -*)
(12)
Изгибающий момент Мх в любом сечении цилиндрической оболочки определяется по формуле [41:
28
Мх = М0 • е-*-cos J3x, (13)
где х - текущая координата;
D - коэффициент, выражаемый зависимостью [4]:
J-ft-JL.*') (14)
Нормальные тангенциальные напряжения на краю цилиндрической оболочки определяются как суммарный результат наложения от действия изгибающего момента на соответствующий результат от действия сил инерции [4]:
Р3 6-М,
a-=l^+-lt <15>
При действии на цилиндровую втулку осевой растягивающей нагрузки основной деформацией галтели является изгиб. При изгибе галтели возникает зона локализованных дополнительных напряжений. Эффект концентрации напряжений в этой зоне определяется приближенно по формуле для теоретических коэффициентов концентрации напряжений 00 в ступенчатых валах с круговыми галтелями соответствующей кривизны:
29
а*
1 +
| ОД
+
1-
^ V^
*Ау
г г + 5,4 — -4-
d \d
(16)
я
1-
/-» Н.ф.П.
(17)
Эффективный коэффициент концентрации напряжений определяется
по формуле:
**. = 1 + *-(«,-1),
(18)
где q - коэффициент чувственности материала втулки к концентрации напряжений.
npHqD0,8, ППЗ,17,Кэф.П2,73.
С учетом эффекта концентрации расчетные нормальные напряжения в сечении О-О определяется зависимостью:
дР(х)=Кэф.'8х
(19)
Результаты расчета тангенциальных напряжений в сечениях цилиндровой втулки представлены в таблице 1.1.
30
Таблица 1.1
|
№ расчетного сечения |
0-0 |
1-1 |
2-2 |
3-3 |
4-4 |
|
□Р(х), МПа |
"7,5 |
"39,3 |
1,8 |
Л9 |
3,9 |
2.2. Приближенный расчет напряженного состояния цилиндровой втулки высокофорсированного дизеля от действия сил давления газов
При действии сжимающей нагрузки (от сил давления газов) цилиндровая втулка высокофорсированного дизеля и, в частности, ее галтель находится в сложном напряженном состоянии. С одной стороны цилиндровая втулка, как оболочка вращения, подвергается осевому сжатию от сил давления газов. С другой стороны на фланец цилиндровой втулки воздействует контактное давление от затяжки силовых шпилек, величина и закон распределения, которого неизвестны. Вся эта система нагружена, как показано на рис. 2.2. Практика эксплуатации таких фланцевых соединений показывает, что нарушение плотности вызывается не разрушением фланца, а усталостными трещинами и деформациями деталей соединения, превышающими предельно допустимые значения, определяемые условиями совместной работы фланца цилиндровой втулки, силовых шпилек и прокладки. Задача о расчете напряжений во фланцах, стянутых шпильками, относится к категории контактных задач теории упругости, которые не нашли еще полного разрешения ввиду их сложности. Учитывая изложенное, в рассматриваемой, наиболее упрощенной схеме, отражающей воздействие указанных факторов на работоспособность цилиндровой втулки, используются следующие условия и допущения:
а) цилиндровая втулка рассматривается как тонкостенная оболочка вращения;