Способ создания нагрузки

(51)5 С ИСА И АВТОРС СВ ЕЛЬСТ пытуемое камеру и ют давле- величину(2) ент, учитый оболочки Рб=Кп Ра,ерный коэффидействия внеш е К - безра ющий взаи ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР1 ГОСПАТЕНТ СССР)(56) 1, Авторское свидетельство СССРГ+ 369457, кл. О 01 й 3/30, 1966,2. Авторское свидетельство СССРМ, кл, 6 01 К 3/30, 1978,3, Авторское свидетельство СССРМ 1422099, кл. О 01 И 3/30, 1987,(54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ НАГРУЗКИ(57) Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность.Цель изобретения - приближение испытанийк условиям эксплуатации многослойныхсоставных по длине патрубков путем учета Изобретение относится к области испытательной техники, к способам создания нагрузки при испытаниях многослойных составных по длине патрубков и изделий.Известен способ нагружения сосудов путем создания давления во внутренней полости изделия 1 и 2.Недостатки способа - не учтены возможности нагружения изделия осевым усилием и эффект силового взаимодействия элементов составного цилиндрического изделия.Известен также способ сложного нагру- .жения оболочек 3). Этот способ состоит в том, что испытуемую оболочку помещают в герметичную камеру, создают давление в полости оболочки и давление, создающее осевую нагрузку. Недостаток способа - при выборе давлений в полостях не учтен эфэффекта силового взаимодействия отдельных элементов, Изделие помещают в герметичную камеру, создают в изделии давление Ра, выбираемое из условия Рз=К Км Р. Создают осевую нагрузку, давление РБ осевой нагрузки выбирают из условия РБ=Кп Ра, где К - безразмерный коэффициент, учитывающий взаимодействие внешней оболочки и внутренней трубы в составном полом цилиндрическом изделии; Км- безразмерный коэффициент, учитывающий отклонение реального отношения нормальных осевых и1 окружных напряжений от идеального в оболочке, нагруженной только внутренним давлением (Км=1); Р - величина внутреннего давления цилиндрического изделия, Па.2 ил фект силового взаимодействия элементов составного изделия,Цель изобретения - приближение испытаний к условиям эксплуатации составных по длине патрубков путем учета эффекта силового взаимодействия отдельных его элементов.Цель достигается тем, что исизделие помещают.в герметичнуюсоздают в ней разрежение, создание Ра в полости изделия, а еговыбирают из условияРа=КК Рдают давление Рб, форм евую нагрузку, а его величину в т славия1786390 3 4и внутренней трубы в составном полом ци- парата может участвовать в ско еннамлиндрическом изделии (К 1);Км - безразмерный коэффициент, учи- Нагружение изделияделия осуществляетсятывающий геометрическое подобие испыту- следующим образом.емого и натурного изделий (Км 1); 5 Испытуемое из е 1К - бмое изделие с установленнышнем и хомутамии - безразмерный поправочный коэф- ми фланцами 2 и 3, поршнем 6фициент, учитывающий отклонение реаль и 12 помещают в гермегерметичную камеру иного отношения нормальных осевых и создаютвкамереразрережение посредствомокружных напряжений от идеального в обо- вакуумного насоса.лочке, нагруженной только внутренним дав Создают давление в поллением (Кп 1);ние в полости изделия,давление Ра в полости изделия выбирают изР - величина внутреннего давления ци- условия (1), При этом величина безразмерлиндрического изделия, Па,Изобретение отличается от прототипа фект силового взаимодейстодействия отдельныхсозданием в камере разрежения, выбором 15 элементов натурного изделия, вычисляетсявеличины давления в полости изделия и ве- по формулеличины давления, создающего осевую нагрузку, 2На фиг.1 показана схема устройства для2 М . 4 т, ореализации способа; на фиг,2 - схема нагру к -Ет 2 Ек Р Ет Р1-М.жЕНИя ПОЛОГО СОСтаВНОГО цИЛИНдрИЧЕСКОГО 1- т + М 1+ т)+1+ к + 0 12изделия в условиях эксплуатации, М 2)Устройство содержит герметичную камеру, подсоединенную к вакуумному насосу(не показаны), и размещаемое в камере ис гДе Ьпытуемое изделие (оболочку) 1, Торцы оболочки герметизируют фланцы 2 и 3. Приэтом образуется внутренняя полость 4 (полость А),С внутренней стороны фланец 2 имеет 30полость 5 (полость Б), которая отгороженаот полости 4 поршнем 6 с радиальным уплотнением. Поршень 6 установлен в нерабо- о ьчей(захватной) части оболочки 1 и соединенспосредством штока 7 с фланцем 3. Полости 354 и 5 посредством штуцеров 8 и 9 подсоеди- Здесь Е - модуль упругости материала;нены к источникам давления (не показаны). М - безРазмеРное отношение внутренС внешней стороны захватные части 10 него а и внешнего Ь радиусов внутреннейплотно охвачены хомутами 11 и 12, каждый рубыиз которых состоит из двух половинок, Бол ф к-фф ц"- уассонаты 13, вворачиваемые по торцу хомута, с - нормальные осевые напряжения;предназначены для поджатия фланцев 2 и 3 Р - давление во. внутренней полостик торцу испытуемого изделия и герметиза- рубы. ции.этого контакта С 1 - безразмерное отношение внутренИспытуемая оболочка может иметь не 45 него Ь и внешнего с радиусов внешней обо, иэменяющиеся от опыта к опыту размеры и лочки составного изделия;внешний контур захватной части, Напри- к, т - верхние индексы параметров, отмер, рабочая часть оболочки имеет постоян- носящихс соответственно к внешней обоные размеры внешнегодиаметра(Р =0,1 м) чке (корпусу) и внутренней трубеи толщины (д,5 10 м). 50 составного изделия;Р - средний диаметр корпуса;Натурное изделие, например отсек ле- с 1 к толщина корпусатательного аппарата, представляет собой в - масса расположенной выше от располое составное цилиндрическое изделие сматриваемого сечения Н части конструк(см. Фиг.2). Оно имеет внешнюю оболочку 55 ции аппаРата;(корпус) и внутреннюю трубу. Основные ге- д - ускорение свободного падения;ометрические размеры натурного изделия пк - коэффициент осевой перегрузки;могут не совпадать с размерами испытуемо- и - Расстояние от сечения Н до верхнего изделия, кроме этого отсек в составе ап- го торца внутренней трубы;рт - плотность материала трубы. Ек(1 - 0 ) 4 =-(Р+Ьртд пх)Величина безразмерного коэффициента К, учитывающего геометрическое подобие испытуемого и натурного изделий, оценивается по формуле 0 дм км =- д -4 пяпхлСРР 20 Например, натурное изделие имеет следующие основные параметры: Р=4,88 МПа;Е,=20 10 МПа; Е=15 МПа:,ит = 0,425;." -з . .з.10 кг; 9=9,81 м/с,Тогда К=О,729, Км=1,629 и Кп=1,342, адавления в полостях испытуемого иэделияРа=5;795 МПа и Рб=7,78 МПа,Применение предлагаемого способапозволяет нагрузить йспытуемое изделиетак, что нормальные осевые и окружные напряжения в модельной оболочке адекватнысоответствующим напряжениям в корпусесоставного изделия в условиях эксплуатации, Приближение испытаний к условиямэксплуатации составных по длине изделий Создают давление, формирующее осевую нагрузку, величину этого давления рб 10 выбирают из условия (2). При этом значение безразмерного поправочного коэффициента Кп, учитывающего отклонение отношения нормальных осевых и окружных напряжений от идеального в оболочке, нагруженной 15 только внутренним давлением, вычисляется по формуле достигается прежде всего путем учета эффекта силового взаимодействия отдельных элементов изделия. Учитываются также геометрическое подобие испытуемого и натурного изделий и отклонение реального отношения осевых и окружных напряжений от идеального в оболочке, нагруженной только внутренним давлением; зз счет участия натурного изделия в ускоренном движении.Формула изобретения Способ создания нагрузки, заключающийся в том, что помещают изделие в герметичную камеру, создают давление в полости изделий и давление, создающее осевую нагрузку, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью приближения испытания к условиям эксплуатации многослойных составных до длине патрубков путем учета эффекта силового взаимодействия отдельных элементов, в камере создают разреже-. ние, давление Ра в полостй изделия выбирают из условия Ра=К Км Р, а давление Рб. создающее осевую нагрузку, - из условия Рб=Кп Ра, где К - безразмерный коэффициент, учитывающий взаимодействие внешней оболочки и внутренней трубы в составном полом цилиндрическом изделии, К 1; К - безразмерный коэффициент, учитывающий геометрическое подобие испытуемого и натурного иэделий; Кп - безразмерный поправочный коэффициент, учитывающий отклонение реального отношения нормальных осевых и окружных направлений от идеального в оболочке. нагруженной только внутренним давлени; ем, Кп 1; Р - величина внутреннего давле ния цилиндрического изделия, Па.твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ро аказ 243 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5