В книге изложены оригинальные выводы и идеи по проблемам теории в расчетах оболочек (корпусов) сосудов и аппаратов до 21МПа и сосудов до 130МПа высокого давления.
Материал книги предназначен для специалистов по прочностным расчетам, для конструкторов нефтяных и атомных сосудов и аппаратов.
Оглавление
Введение
1 Теоретическое основание норм расчета сосудов и аппаратов
2 Варианты теорий оболочек
3 Построение расчетного аппарата вариантов теорий оболочек
4 Теория тонких оболочек варианта Кирхгофа-Лява. Основание норм сосудов до 21МПа
5 Теория толстых оболочек по задаче Ламе. Основание норм сосудов высокого давления
6 Универсальная теория оболочек
7 Расчет оболочек сосудов методом конечных элементов (МКЭ)
8 Ребристые оболочки
9 Бионический дизайн сосудов и аппаратов
10 Теория расчета отводов
11 Теория расчета фланцев
12 Теория расчета коробчатых оболочек сосудов
13 Сопряжение простых оболочек в оболочки корпусов
14 Литература
Монография посвящается Автору бионического дизайна, самого совершенного способа конструирования –
БОГУ ТВОРЦУ ТРОИЦЕ
Благодарность
Моей маме Татьяне Викторовне,
работавшей инженером в нефтяном машиностроении
Материал изложен относительно вопросов прочности при конструировании сосудов и аппаратов (нефтяных).
В первой части монографии рассмотрены некоторые аспекты теории тонких оболочек, теории толстых оболочек на основании решения задачи Ламе.
Подробна рассмотрена расчетная модель задачи Ламе и приведен ее критический анализ.
Универсальная теория оболочек приводится в форме логического следствия рассмотрения теории тонких оболочек и задачи Ламе.
Отдельно рассмотрены некоторые аспекты прочностного расчета элементов корпусов сосудов.
Рассмотрено применение элементов бионического дизайна.
1 Теоретическое основание норм расчета сосудов и аппаратов
Сосуды и аппараты стальные сварные в настоящее время нормами подразделяются на: сосуды до 21МПа и сосуды до 130МПа (сосуды высокого давления).
Сосуды этих двух групп имеют отличающееся конструктивное оформление. В качестве примера это могут быть форма днищ, узлов врезок штуцеров, рулонированное исполнение оболочки сосуда высокого давления.
По сложности нефтяные сосуды до 21МПа и высокого давления приблизительно одинаковые. Конечно, «не думающему» конструктору, специализирующегося на расчете и проектировании сосудов до 21МПа, сосуды высокого давления представляются повышенной сложности.
В соответствии с делением сосудов на 2 группы, для каждой группы применяются своя нормативная методика расчета на прочность.
В теоретическом основании методики расчета оболочек корпусов сосудов до 21МПа находится безмоментная теория тонких оболочек. Методика расчета сосудов высокого давления основана на теории толстых оболочек, построенной на решении задачи Ламе.
Сосуды (и оболочки в теории оболочек) делятся на тонкие и толстые по условному отношению толщины стенки к внутреннему диаметра (или радиусу). Отношение 0,1 означает погрешность расчета 10%. Для расчета в некоторых случаях можно допустить и большую погрешность расчета. В этом случае можно выполнять расчет сосудов высокого давления.
Сосуды до 21МПа относятся к тонкостенным сосудам, сосуды высокого давления относятся к толстостенным. Расчет толщины, соответствующей границе перехода по формулам из теории тонких оболочек и теории толстых оболочек может не совпадать.