ГО С Т Р 55072— 2012
У.2.4 Местные нагрузки в корпусах сферической формы, жесткие крепления
У.2.4.1 Общие положения. Методы, рассматриваемые в настоящем разделе не применимы в случаях, если
У.2.4.2 Начальная разработка. В этом разделе рассматриваются напряжения и деформации под воздей
ствием местных радиальных нагрузок или моментов на корпуса сферических форм. Из-за того, что напряжения и
деформации имеют локальный характер и резко убывают с увеличением расстояния от центра приложения
нагрузки, данные могут быть применены для локальных нагрузок в сферических частях торцевых стенок напорных
емкостей.
Для удобства принимают, что нагрузки воздействуют на трубу радиусом г0. которая жестко прикреплена к
сфере. Это наиболее распространенный случай.
Нагрузки, передающиеся через квадратные фитинги со стороной 2Сж, можно рассматривать как нагрузки,
которые распределены по кругу радиусом га = Сж.
Нагрузки, передающиеся через прямоугольные опорные башмаки со стороной 2СГ и 2Св. можно рассмат
ривать как нагрузки, которые распределены по кругу радиусом г0 = ^ С ЛС .
При воздействии местной нагрузки или момента в стенке напорной емкости возникают следующие сипы и
моменты.
а) Меридиональный момент М,, действующий на единицу ширины нормального сечения, образованного
пересечением корпуса с половинным углом раствора конуса;
0 = sin’1у (см. рисунки У.25 и У28).
б) Окружной моментдействующий на единицу ширины меридионального сечения, проходящего через
ось корпуса и ось патрубка.
в) Меридиональная мембранная сила, действующая на единицу ширины нормального сечения, как и для
меридионального момента М,.
г) Окружная мембранная сила, действующая на единицу ширины меридионального сечения, как и для
окружного момента М^.
Момент считается положительным, если является причиной сжатия с внешней стороны емкости.
Мембранная сила считается положительной, если является причиной растяжения стенки напорной
емкости.
Деформация считается положительной, если возникает в удалении от центра сферы.
Эти силы, моменты и деформации корпуса, возникающие вследствие воздействия нагрузки, могут быть
найдены как безразмерные параметры
На рисунках в У.2.4.3 и У.2.4.4 (рисунки У.26 — У.ЗО) приведены графики безразмерных функций деформа
ции, сил и моментов, перечисленных в а) — г), нанесенных напротив параметра s для заданных значений и.
Сплошные кривые в каждом наборе графиков приводят условия на краю нагруженной области, где и = s.
Здесь обычно возникают наиболее неблагоприятные сочетания изгиба и нормального напряжения.
Прерывистые кривые для определенных значений и приводят условия в точках корпуса, которые находятся
в удалении от края нагруженной области, где х больше, чем г0 и и. следовательно, меньше чем s.
Так как на графиках приведены безразмерные величины, они могут быть использованы в любой непротиво
речивой системе единиц.
Напряжения и деформации, найденные по этим графикам, уменьшаются из-за влияния внутреннего давле
ния. но это уменьшение мало, и им обычно можно пренебречь на практике.
У.2.4.3 Напряжения и деформации, вызванные влиянием радиальных нагрузок. На рисунке У25 изображен
корпус сферической формы, на который через патрубок радиусом г0 воздействует радиальная нагрузка.
1,82х
&
и
Параметр s определяет местонахождение в корпусе искомой силы, момента или деформации.
Параметр и определяет площадь, по которой распределена нафузка.
Эти два коэффициента могут быть быстро найдены по графику на рисунке У.24, по х, гй и отношению j .
147