Оценка прочности конструкции

Для оценки прочности конструкции при длительном воздействий внутреннего избыточного давления и установления коэффициента снижения разрывной прочности при статическом нагружении по сравнению с мгновенной разрывной прочностью используется широко распространенный в электроизоляционной и кабельной технике метод «кривых жизни».
На рис. 3-26 приведены кривые жизни, снятые на образцах кабеля с диаметром сердечника 8 мм с оболочками из резины ШБМ-45У и ШНН-45 толщиной 2,0 мм.
Анализ кривых жизни наглядно показывает, что мгновенная разрывная прочность не может служить критерием оценки работоспособности кабеля при длительном воздействии внутреннего избыточного давления.
Единственным критерием в данном случае является угол наклона кривой жизни в логарифмическом масштабе, который определяет коэффициент снижения разрывной прочности при статическом нагружении.
Мгновенная разрывная прочность образцов кабеля с оболочкой из резины марки ШБМ-45У составляет в среднем 1,31 МПа, а разрывная прочность после выдержки этих образцов под давлением в течение 2 суток составляет всего 0,28 МПа, т. е. Для образцов кабелей с оболочкой из резины ШНН-45 при тех же условиях имеем: аМГц=1,26 МПа, С = =0,35 МПа.
Приведенные соображения дают возможность ориентировочно просчитать толщины однослойных резиновых оболочек, обеспечивающих работоспособность кабелей при внутреннем давлении.
Поскольку условия работы двухслойной армированной защитной оболочки кабелей, работающих при внутреннем избыточном давлении, принципиально мало отличаются от условий работы напорных рукавов, то при конструировании их с достаточной степенью приближенности можно пользоваться основными положениями теории расчета напорных рукавов.
Рассмотрим некоторые вопросы, связанные с расчетом и поведением армированной резиновой оболочки при внутреннем избыточном давлении.
Для упрощения расчетов принимаем следующие допущения: напряжения, возникающие в оболочке при внутреннем давлении, воспринимаются армирующим элементом; наружная резиновая оболочка в расчет не принимается.
В оболочке под действием внутреннего давления возникают растягивающие усилия (рис. 3-27, а, б), которые стремятся разорвать оболочку в осевом и радиальном направлениях. При этом для осевого сечения разрывающее усилие будет равняться произведению площади проекции поверхности, к которой приложено давление, на давление.
Проекция с поверхности давления на плоскость, параллельную оси оболочки, равна DI, когда разрывающее усилие.
Разрывающее усилие, действующее на одно сечение.
Разрывающее усилие, действующее на сечение, перпендикулярное оси оболочки, равно.
Равнодействующая этих усилий R направлена под углом « к оси оболочки.
Для нахождения угла а рассмотрим элемент внутренней оболочки длиной /, равной шагу оплетки армирующего элемента. Шаг оплетки равен.
Таким образом, полученный угол направления равнодействующей усилий, возникающих в армированной оболочке, является оптимальным углом для наложения армирующего элемента в виде оплетки: р=35°16'.

Яндекс.Метрика