с, = Рв 2 ЯвДЯн - #в); аг = Рв' • - Я2.);
о> = 0, (47)
где /?н и /?в — наружный и внутренний радиусы .сечений Наибольшие напряжения
возникают на внутренней поверхности трубы, а наименьшие — на внешней. В ра.
боте [83] Приведены ЗаВИСИМОСТИ ОТНОШеНИЯ Отах/Огшп
максимального и минимального значений тангенциальных напряжений от отношения
толщины стенки к на-ружнему радиусу 6//?н- Напряжение Стах определяли по
формуле
«Ттах = (Ян + Яв) ■ Рв 1(Р1 - £)■ (48)
Максимальные напряжения от внутреннего давления жидкости возникают вблизи
ниппелей. В работе [83] отмечается, что при абсолютно жесткой заделке
напряжения
Ож.з = 3,6аг, (49)
а при упругой заделке, характерной для обычных условий эксплуатации
соединений трубопровода:
огу.з= 1,8аг . (49а)
В работе [2] приведены результаты испытаний тонкостенных труб из стали
12Х18Н10Т и сплава АМгб при двухосном напряженном состоянии и разных
соотношениях осевых и тангенциальных напряжений. Показано, что наиболее жесткие
условия нагружения внутренним давлением жидкости возникают при отношении осевых
напряжений к тангенциальным т] = ог/о1 = 0,5. При этом условный коэффициент
запаса прочности Л^=а2/0Б —0,5— 0,6 (где аг — разрушающее осевое напряжение, ав"
предел прочности материала в исходном состоянии).
Трубные переходники, полученные холодной сваркой, при испытании внутренним
давлением жидкости разрУ' шались по основному металлу (алюминию) в сечения II
при давлениях 250—260 ати, соответствующих расчетным для тонкостенных цилиндров
при т] = 0,5. Условный коэффициент запаса прочности в этом случае /С=1.
Из уравнения (46) следует, что тангенциальные напряжения в 2 раза больше
осевых. Следовательно-трубные переходники должны разрушаться в зоне соединения
алюминия со сталью. Однако характер разру^' ния трубных переходников показывает
наличие шей""
сечении II, что свойственно для образцов при одноосном растяжении. дт0
объясняется тем, чТо в данной конструкции внутреннее давление жидкости вызывает
осевое напряжение, спосоо-ное разрушить алюминиевую заготовку в зоне ее
соединения со стальной.
Для оценки качества сварных соединений алго-миниево-стальные трубные
переходники испытывали по схеме, показанной на рис. 61. Трубные переходники
разрушались по зоне соединения. Перед испытанием переходник / заливали водой и
на него наворачивали накидную гайку со штуцером 2. Герметизацию осуществляли с
помощью прокладки 3 из вакуумной резины, которая под действием увеличивающегося
внутреннего давления жидкости плотно запиралась в выточке накидной гайки. Затем
переходник помещали в приспособление и с помощью винта 6 устанавливали его в
рабочее положение. При испытании использовали два варианта фиксации торца
алюминиевой части переходника. В одном варианте в торец алюминиевой части
переходника упирался шарик, посаженный на прессовой посадке в гнездо винта.
Внедрение шарика в алюминиевую часть переходника под действием гидравлического
давления частично исключало влияние осевой силы давления и приводило к снижению
осевых напряжений в стенках алюминиевой части переходника. В другом варианте
торец алюминиевой части переходника контактировал с плоским торцом винта. Это
полностью исключало влияние осевой силы давления, и поэтому осевые напряже-
ние. 61. Схема испытаний переходников:
/ — переходник; 2 — накидная гайка со штуцером; 3 — прокладка; 4 и 5 —
фланцы; 6 — винт; 7 — шарик; 8 — штанга
Карта
|
