м dвнешн 123 мм 123103 м m 1877 кг-м масса на 1 метр rизгиб 1300 мм 1300103 м
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Расчет бурового рукава.
Рассмотрим буровой рукав с техническими характеристиками:
Pтест = 35Мпа = 35*106 Па
Рраб = 22 Мпа = 22*106 Па
dвнутр = 89 мм = 89*10-3 м
dвнешн = 123 мм = 123*10-3 м
m = 18,77 кг/м (масса на 1 метр)
rизгиб = 1300 мм = 1300*10-3 м.
IV теория прочности (энергетическая).
Энергетическая теория прочности (теория наибольшей удельной потенциальной энергии формоизменения), Была предложена Бельтрами в 1885г. и Губером в 1904г., и исходит из предпосылки о том, что количество потенциальной энергии формоизменения, накопленной к моменту наступления опасного состояния (текучести материала), одинаково как при сложном напряженном состоянии, так и при простом растяжении. Приведенные напряжения при объемном напряженном состоянии:
σIVпр =
Для ее использования нужно рассчитать главные напряжения.
При пластическом состоянии трубы.
Предположим, что материал трубы следует диаграмме идеальной пластичности. При увеличении внутреннего давления пластическое состояние достигается прежде всего на внутренней поверхности. Используя формулы Ламе для напряжений в толстостенной трубе.
σ1=σφ = P осевое напряжение
σ2=σz = P окружное напряжение
σ3=σr = -Pr радиальное напряжение
σ1> σ2> σ3
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 22 МПа.
σ1 = Pр = 22*106*=
=22*106*=*22*106=3,198*22*106=70,352 Мпа
σ2 = Pр = 22*106* = 1,099*22*106 = 24,176 МПа
σ3 = -Pp = -22 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 22 МПа.
σпр = = = ==113,094 = 79,982 Мпа
Теперь рассчитаем главные напряжения для рабочих давлений 35 МПа и 70МПа.
Для Рр=35Мпа
σ1 = Pр = 35*106*=
=35*106*=*35*106=3,198*35*106=111,93 Мпа
σ2 = Pр = 35*106* = 1,099*35*106 = 38,465 МПа
σ3 = -Pp = -35 Мпа
Для Рр=70Мпа
σ1 = Pр = 70*106*=
=70*106*=*70*106=3,198*70*106=223,86 Мпа
σ2 = Pр = 35*106* = 1,099*70*106 = 76,93 МПа
σ3 = -Pp = -70 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 35 МПа.
σпр = = = ==179,95 = 127,26 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 70 МПа.
σпр = = = ==359,90 = 254,52 Мпа
В качестве критерия прочности, был принят критерий наибольших нормальных напряжений, в соответствии с которым причиной разрушения материала считались наибольшее (из трех главных) нормальное напряжение.
Согласно этому критерию, разрушение материала при сложном напряженном состоянии, как и при простом растяжении-сжатии, наступает от действия всего лишь одного напряжения |σ|max, при этом действие двух других напряжений не учитывается.
Таким образом эквивалентное напряжение для пластичного материала будут равны наибольшему по модулю главному напряжению σэкв=[σ]max, а условие прочности σэкв ≤ [σ]. Зная предельное напряжение и эквивалентное напряжение, определим коэффициент запаса прочности бурового рукава при различных рабочих давлениях: 22МПа, 35МПа, 70МПа.
n = = = 1,137 Для Рабочего давления 22МПа.
n = = = 1,137 Для Рабочего давления 35МПа.
n = = = 1,137 Для Рабочего давления 70МПа.
Коэффициент запаса прочности при пластической деформации не зависит от значения рабочего давления, об этом говорят его равные значения.
Упругое состояние трубы.
Используя формулы Ламе для главных напряжений в толстостенной трубе при упругой деформации.
σ1=σφ = осевое напряжение
σ2=σz = окружное напряжение
σ3=σr = радиальное напряжение
где относительное удлинение
E = 0,5 Н/м2 модуль Юнга
= 0,47 Н/м2 коэффициент Пуассона
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 22 МПа.
σ1= = = = = 69,29 МПа
σ3= = = = = -21,99 МПа
σ2=
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 35 МПа.
σ1= = = = = 110,24 МПа
σ3= = = = = -34,99 МПа
σ2=
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 70 МПа.
σ1= = = = = 220,48 МПа
σ3= = = = = -69,99 МПа
σ2=
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 22 МПа.
σпр = = = ==116,69 = 82,252 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 35 МПа.
σпр = = = ==185,66 = 131,3 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 70 МПа.
σпр = = = ==371,33 = 262,61 Мпа
Расчет коэффициента запаса прочности.
n = = = 1,191 Для Рабочего давления 22МПа.
n = = = 1,191 Для Рабочего давления 35МПа.
n = = = 1,191 Для Рабочего давления 70МПа.
Коэффициент запаса прочности при упругой деформации не зависит от значения рабочего давления, об этом говорят его равные значения.
Следовательно, можно сделать вывод, что коэффициент запаса прочности не зависит от рабочего давления, а зависит напрямую от размера и материала трубы.
В настоящее время из пяти гипотез прочности используются лишь последние три (гипотеза действия наибольших касательных напряжений, гипотеза наибольшей потенциальной энергии формоизменения, теория прочности Мора), в зависимости от материала и вида нагружения. Расчёты на прочность по гипотезам прочности во многих случаях избавляют проектировщиков и конструкторов от необходимости подвергать проектируемые конструкции и деталей непосредственным испытаниям на прочность.
Упругое состояние стальной трубы.
Дана стальная труба с техническими характеристиками:
dвнеш=141мм = 141*103 м
dвнут=90мм = 90*103 м
Рр1=22 Мпа = 22*106 Па
Рр2=35 Мпа = 35*106 Па
Рр2=70 Мпа = 70*106 Па
Используя формулы Ламе для главных напряжений в толстостенной трубе при упругой деформации.
σ1=σφ = осевое напряжение
σ2=σz = окружное напряжение
σ3=σr = радиальное напряжение
где относительное удлинение
E = 2,1 МПа модуль Юнга для стали
= 0,28 коэффициент Пуассона для стали
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 22 МПа.
σ1= = = = = 52,37 МПа
σ3= = = = = -22,01 МПа
σ2=
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 35 МПа.
σ1= = = = = 83,31 МПа
σ3= = = = = -35,01 МПа
σ2=
Расчет главных напряжений для значения рабочего давления 70 МПа.
σ1= = = = = 166,64 МПа
σ3= = = = = -70,04 МПа
σ2=
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 22 МПа.
σпр = = = ==93,6 = 66,195 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 35 МПа.
σпр = = = ==148,88 = 105,29 Мпа
Теперь используя значения главных напряжений определим предельное напряжение бурового рукава при рабочем давлении 70 МПа.
σпр = = = ==297,8 = 210,6 Мпа
Расчет коэффициента запаса прочности.
n = = = 1,263 Для Рабочего давления 22МПа.
n = = = 1,263 Для Рабочего давления 35МПа.
n = = = 1,263 Для Рабочего давления 70МПа.
Вывод: коэффициент запаса прочности не зависит от рабочего давления, а зависит напрямую от размера и материала трубы.
r
R
2. Cодовые озера - природная модель древней биосферы континента
3. Лабораторная работа ’ 7 Corel Photo Pint Создание анимации Задание по работе 1.html
4. Аренда и ее виды
5. Определение расстояний до целей или местных предметов
6. Северный Арктический федеральный университет имени М.1
7. Вейделевская средняя обшеобразовательная школа Вейделевского района Белгородской области
8. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата психологічних наук Здобувач
9. А.М.Столяренко Столяренко Алексей Михайловичдоктор психол.html
10. РОЩИНСКОЕ ГОРОДСКОЕ ПОСЕЛЕНИЕ ВЫБОРГСКОГО РАЙОНА ЛЕНИНГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ П О С Т А Н О В Л Е Н И Е от 2
11. Ограничители импульсных сигналов
12. Отдельные вопросы дорожного движения, требующие согласования с госавтоинспекцией
13. тема культуры.42 Философская герменевтика ХХ в
14. Реферат- Тайна египетских пирамид (возникновение природы - самоорганизация форм абсолютного вакуума
15. за этого. Сказали что дочь Кей но днем раньше ~ дочь михайлов
16. Кровотечение является наиболее опасным осложнением последового периода
17. Подготовка и осуществление технологического процесса изготовления деталей сборка изделий автомобиле
18. СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА 30 Г.
19. А Карла Либкнехта 26 Юмашева Папанина через Папанина Сакко и Ванцетти Антона Валека через Ан
20. Курсовая работа- Защита авторских и смежных прав в Республике Казахстан