ГОСТ Р 55682.3— 2013
13.4 Анализ напряжений для расчета усталости
13.4.1 Главные и эквивалентные напряжения
Напряжения на кромкеотверстия в точке соединения оболочки (цилиндрической с цилиндрической
или цилиндрической со сферической)действуют по трем направлениям. Рассматриваемые циклические
напряжения, рассматриваемые в этом месте, являются напряжениями, вызванными разностью температур
идавлений. Если внешние силы и моменты значительны по величине, то необходимо рассчитатьдополни
тельные напряжения всоответствии с положениями [1]. Три главных напряжения вблизи отверстия, которые
необходимо использовать в уравнениях (В-4) — (В-6), определяют из следующих соотношений:
13.4.1.1 Главные и эквивалентные напряжения на кромках, расположенных в плоскости, проходящей
через ось оболочки (продольные кромки)
O i= < W P ♦а1ЛИ,
я2=Орад = -р
(13.4-11а)
(13.4-11 Ь)
<*э= оах= -Р .(13.4-11с)
где о, — напряжение, направленное по касательной косновному корпусу и по касательной кответв
лению. вызванное действием давления и разности температур по разные стороны стенки;
о2 — напряжение, направленное радиально по отношению к основному корпусу, компенсирующее
давление рабочей среды изнутри основного корпуса;
аг— напряжение вдоль основного корпуса, компенсирующее давление рабочей среды со стороны
внутренней поверхности отверстия или ответвления.
Таким образом, три разности главных напряжений, используемые в уравнениях (В-4) — (В-6), должны
быть равны:
Aai
2
=<W-p
До
23
= 0
(13.4-1а)
(13.4-1Ь)
Д
631
= - Огамг.р
(13.4-1 с)
13.4.1.2 Главные и эквивалентные напряжения на кромках, расположенных в плоское™, перпендику
лярной оси оболочки (поперечные кромки)
= вахр *
б2 = брад = *P
(13.4-2а)
(13.4-2Ь)
бз = от,
Р.
(13.4-2С)
где а, — напряжение, направленное вдоль основного корпуса и по касательной к ответвлению, выз
ванное действием давления, разности температур по разные стороны стенки и возможными внешними
механическими нагрузками;
02 — напряжение, направленное радиально, по отношению косновному корпусу, компенсирующее
давление рабочей среды изнутри основного корпуса;
03 — напряжение, направленное вдоль по касательной косновному корпусу, компенсирующее дав
ление рабочей среды со стороны внутренней поверхности отверстия или ответвления.
Таким образом, три разности главных напряжений, используемые в уравнениях (В-4) — (В-6), должны
быть равны:
Ао,
2
= о„ ♦ р
До
2 3
= 0
(13.4-3а)
(13.4-ЗЬ)
Д
6 3 1
=+ Р)(13.4-Зс)
Рассматривая циклическую работу котла с изменением давления и температуры, приводящего кпо
Да12. получаем
явлению напряжений в области отверстия, максимум которых равен До,2. а минимум -
размах напряжений, равный:
2fTVJ * До,2 - Д<Т12
(13.4-3)
При расчете величиндля До12с использованием коэффициентов концентраций К,, или К1р,определен
ных в 13.4.5. либо выводимых расчетом конечных элементов, нет необходимости вдополнительном рас
смотрении коэффициента концентрации, какописано в приложении В. такчто 2 = 2ov.
13.4.2 Эталонная температура цикла нагрузок
Расчет размаха допустимых напряжений всоответствии с приложением В и определение физических
характеристик материалов в соответствии с приложением D основаны на температуре Г*цикла нагрузок,
равной:
Г = 0.75 W0.25 U .03.4-4)
где tma, — это температура металла в момент развития самых больших напряжений в цикле нагрузок,
a ?min— температура в момент наименьших напряжений.
76