SY/T 6876-2012 壳的屈曲强度

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  • 1.2.2纵向薄膜应力

    如果简支梁理论适用,则纵向薄膜设计应力应为:

    其中,C.s是由均布轴向力产生的应力,Cm.S是由弯矩产生的应力

    Ox.S=0..+Om.Sd

    照度标准对于没有纵向加强筋的圆筒壳:

    4.2.4环向薄膜应力

    其中,和1的值可以从图3中得到。 为了简化分析过程,可以进行如下近似

    Le。= / 或者 L=1. 56 Vrt

    对于特殊的情况,ps是常量,而且.s仅由端部压力导致时,则公式(9)可以

    于特殊的情况,ps是常量,而且ax.sd仅由端部压力导致时,则公式(9)可以写成如下形

    4.2.5加强环的环向应力

    中,r.为变量,r,=r表示位于加强环翼缘处,r,=r表示位于壳板上。 于特殊的情况,当ps是常量,而且x.Sa仅由端部压力导致时,则公式(15)可以写成

    注:对于有纵向加强筋的圆简壳,公式(15)和公式(16)内的α应用替代。

    从向加强筋的圆简壳,公式(15)和公式(16)内的

    4.2.6舱壁和加强环处的壳应力

    4. 2. 6.1概速

    下述基于vonMises等效应力法则的应力可用于校核材料是否产生局部屈服。疲劳校 弯曲应力的影响;但是评估结构的屈曲稳性时,可以忽略弯曲应力的影响

    4.2.6.2环向薄膜应力

    加强环而无纵向加强筋的圆筒壳,其加强环

    (Psr Oh.Sd + vo..S

    是常量,而且αx.s仅由端部压力导致,则公式(17)可以写成如下形式:

    0. 2. 6. 3弯曲应力

    psar Oh.Sd 2 1 + α

    曲应力和相应的剪切应力主要分布在壳的不连续点附近,例如舱壁处和加强环处。壳舱壁 环处的纵向弯曲应力为:

    其中,h.S的计算式见公式(17)或者公式(18)。 壳舱壁处或者加强环处的环向弯曲应力为:

    壳的稳性要求考虑下列一个或者几个方面的要求: 轴向压缩或拉伸; 弯曲; 环向压缩或拉伸; 扭转; 一剪切。 表示为:

    0j.sa在5.2中给出了定义;fd是壳屈曲设计强度,表示为

    给出了定义;fd是壳屈曲设计强度,表示为

    5.2给出了屈曲特征强度fk.具体的计算方法。 YM为材料因子,表示为:

    Ob m.Sd = vO xm.Sd

    Ob m.Sd = VO xm,Sd

    (当入,<0.5) 当0.5≤≤1.0 (当入≥1. 0)

    YM=1.15 Ym = 0. 85 + 0. 60X, YM = 1. 45

    圆筒结构还可能承受整体柱状屈曲。5.8给出了整体柱状屈曲的评估方法。

    SY/T 68762012

    5.2壳的屈曲特征强度

    壳的屈曲特征强度定义为!

    5.3无加强筋曲面板的弹性屈曲强度

    5. 3. 2壳的屈曲

    壳的屈曲特征强度由5.2的公式计算得出 长宽比/>1的曲面板的弹性屈曲强度为

    长宽比/s<1的曲面板可以被认为是长度为1的无加强筋的圆筒壳,见5.4.2。 折减屈曲系数通过下式计算

    对于最重要的工况的少,和p的取值见表2

    壳屈曲模式a)无加强筋曲面板屈曲系数

    5.4无加强筋圆筒壳的弹性屈曲强度

    [e: =0. 25E ()

    侧向/静水压力:如果一>2.25/二,则弹性屈曲强度可以通过下式计算

    m =0. 25E ()

    3壳屈曲模式a),无加强筋圆筒壳屈曲系娄

    当由静水压力引起的封头纵向力不包括在轴向力中时,侧向压力公式适用 I当由静水压力引起的封头纵向力包括在轴向力中时,静水压力公式适用。

    当由静水压力引起的封头纵向力不包括在轴向力中时,侧向压力公式适用 I当由静水压力引起的封头纵向力包括在轴向力中时,静水压力公式适用。

    适用的屈曲模式: a)壳屈曲,见5.4.2。 b)圆筒环向屈曲,见5.5.2。 c)柱状扇曲,见5.8

    5.5.2面板环向屈曲

    5. 5. 2. 1 截面面积

    加强环的截面面积(不包括有效壳板翼缘)不能小于由下式计算的Ar值:

    5. 5. 2. 2惯性短

    A km≥( + 0. 06)

    ( + 0. 06) 4

    IR = I, + I + I

    1,1x和1的计算见5.5.2.7的公式(42)、公式(44)和公式(45),壳板翼缘有效宽 5.2.3。

    5.5.2.3有效宽度

    实际的加强环惯性矩计算中用到的壳 下述两式计算值的较小者:

    l=1.56m 1 + 12 号

    5. 5. 2. 4的计算

    当圆筒壳承受轴向压缩和/或总纵弯曲时,包含壳板翼缘的加强环惯性矩不得小于通过下式计算 的,值:

    5. 5. 2. 5I 的计算

    Lox.su /t(1 + aa)rd 500El

    当圆筒壳承受扭转和/或剪切时,包含壳板翼缘的加强环惯性矩不能小于通过下式计算的「,值:

    5.5.2.6外压工况下的I、简化算法

    Iμ=()()Lrot

    在圆筒壳承受外部压力时,包含有效壳板宽度的加强环惯性矩不能小于通过下式计算的

    其他情况,ft按5.9方法计算。 α,定义在图 2 中。 OiR,s见 4. 2. 5. Psi见 4. 1.

    假设的加强环变形模式为椭圆形,初始的不圆度由下式定义:

    或者可以用5.5.2.7介绍的方法评估加强环自

    5.5.2.7外压工况下的1详细算法

    对于一个两端被有效支撑的带加强环的圆筒或者带加强环圆简的一部分,可以用下述的方法计算 加强环所需的惯性矩Ih。设计中,推荐先根据公式(45)得出初始儿何尺度[是因为,现有的计算 流程中,I隐含在公式(60)和公式(64)中门。 当一个带加强环的圆简承受外部压力时,其加强环应满足

    应取/的值,f可通过5.9的计算方法得至

    0.27Z ag 1 + α /1+αB 1 + αB (58

    SY/T 68762012

    5.2论述了特征屈曲强度,5.3.2论述了弹性屈曲强度

    5.6.3带筋薄面板屈曲

    5. 6. 3. 1 述

    5.2论述了屈曲特征强度。强度评估应基于有效壳面积。轴向应力6.s和弯曲应力m.s与有效壳

    图4参数L和L.定义

    S。相关,5。的计算公式见5.6.3.3。 如果满足下述要求,则可以不考患作为失效模式之一的纵向加强筋的扭转屈曲问题。 扁钢作为纵向加强筋:

    一带翼缘的纵向加强筋

    h≤0.4twJ ≤0. 6

    h≤0.4t/号 ≤0. 6

    果纵向加筋不满足上述要求,则采用另一种设计方法,该方法在所有公式中用扭转屈曲 屈服强度于。 5.9给出了入和f的定义,

    5. 6.3.2弹性屈曲强度

    折减屈曲系数计算公式为

    对于最重要的工况,出,和p的取值见表4。

    (68) C=+/1+() (69)

    E C=* / +()

    5. 6.3.3有效壳宽

    有效壳宽通过如下公式计算,

    S = fu Lox.s

    Se = fu lox.s Gs

    中,屈曲特征强度fk见5.3.2/5.4.2铁路工程施工组织设计,设计等效应力i.%见公式(26),轴向力和弯矩引 计应力见公式(1)

    适用的屈曲模式有: a) 壳屈曲(无加强筋的曲面板),见5.7.2。 b) 面板纵向加强筋屈曲,见5.6。 c) 面板环向加强筋屈曲,见5.7.3。 d) 整体屈曲,见5.7.4。 e) 柱状屈曲,见5.8

    的届曲特征强度见5.2,壳的弹性届曲强度见

    5.7.3面板加强环屈曲

    较为保守的强度评估见5.5.2

    SY/T68762012

    比例配置加强环以防止总体屈曲的出现,其

    电器标准5.8.2柱状屈曲强度

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