Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Методы расчета внутренних плавающих покрытий резервуаров
Рассмотрим существующие методы расчета плавучести, остойчивости] непотопляемости, жесткости, прочности ПП. Плавучестью называют способность ПП плавать в заданном положении ] относительно поверхности жидкости [33]. При оценке плавучести рассматривают силу тяжести G и силу плавучести (поддерживания) γV. Сила тяжести приложена в центре тяжести и направлена вертикально вниз. Сила плавучести является результирующей сил давления жидкости на погруженную часть плавающего покрытия. Примем, что сила поддерживания направлена всегда вертикально вверх и результирующая ее приложена в центре тяжести объема понтона, погруженного в жидкость, - центре величины [34]. Равновесие плавающего покрытия наступает только тогда, когда обе силы равны по значению и лежат на одной вертикали. Координаты центра величины определяются формой подводной части ПП. В соответствии с законом Архимеда плавучесть ПП резервуара будет обеспечена при уравновешивании сил тяжести, вызванных собственной массой конструкции, внешними нагрузками и выталкивающими силами жидкости, со-1 держащейся в резервуаре [33]. При этом глубина погружения ПП То не должна превышать его толщины (высоты борта). В [34] приводится формула для определения величины То для ПК резервуара. Однако для понтона в форме сплошного диска (ППСД) она неприменима, глубину погружения ППСД можно определить из соотношения
где Р - масса ППСД, кг; ρ - плотность жидкости кг/м3; R - радиус ППСД, м.
В теории корабля запас плавучести выражают в процентах полного водоизмещения. В [34] запас плавучести 3 рассматривают как разность между выcотой наружной стенки Н ПК и глубиной ее погружения То. 3 = H – T0, (6.2)
Коэффициент запаса плавучести К определяют по формуле. (6.3) Упрощение формул (6.2), (6.3) при расчете запаса плавучести, по нашему мнению, обосновано как для ПК, так и для ППСД тем, что форма подводной части ПП описывается уравнениями значительно проще, чем форма подводной части корабля [35, 36]. Под непотопляемостью ПК резервуара понимают её способность сохранять плавучесть и остойчивость при затоплении заданного числа отсеков и центральной части. Последнее определение для внутренних ПП не всегда применимо, так как не все они имеют отсеки. Введем параметр А, характеризующий непотопляемость, определяемый как отношение теоретического объема жидкости Vmeop, принятого ПП при нулевом запасе плавучести, к объёму жидкости Vреал которое ПП может реально принять на поверхность, в отсеки или поплавки:
(6.4)
Очевидно, что при А > 1ПП никогда не погрузится в жидкость, хранящуюся в резервуаре, полностью. Остойчивость - это способность ПП, выведенного из положения равновесия воздействием внешних сил, возвращаться в прежнее положение по прекращении этого воздействия. Теория остойчивости изучает поведение тела в результате приложения пары сил (кренящего момента), плоскость действия которой вертикальна. Вертикальную плоскость, в которой происходят наклонения, называют плоскостью наклонения, а линию пересечения двух ватерлиний, перпендикулярную к этой плоскости, - осью наклонения. Статическую остойчивость оценивают путем сопоставления кренящего момента и восстанавливающего момента, возникающего при равнообъемном отклонении тела от исходного положения равновесия. Динамической остойчивостью называют способность плавающего тела, не опрокидываясь, воспринимать внезапно приложенные внешние динамические кренящие моменты. Динамическую остойчивость оценивают путем сопоставления работы кренящего момента с работой восстанавливающего момента при наклонении тела от исходного положения равновесия до рассматриваемого положения. Величину максимально выдерживаемого динамически приложенного кренящего момента рассматривают в том случае, если нельзя пренебрегать силами инерции. Плоскость, в которой лежит фигура, ограниченная ватерлинией как контуром, называют плоскостью плавания. Вертикальную ось, перпендикулярную к плоскости плавания и проходящую через центр тяжести тела, называют осью плавания. На оси плавания расположены три центра: центр тяжести, центр давления или центр величины и метацентр. Метацентр - это точка пересечения оси плавания с осью, направленной по равнодействующей силы давления жидкости на плавающее тело. При наклонении тела центр величины перемещается в сторону наклонения. При небольших углах крена (до 10°), характерных для ПП резервуаров, центр величины перемещается по дуге окружности, радиус которой называют метацентрическим, а центр - метацентром.
В рассмотрены вопросы расчетов плавучести, остойчивости, непотопляемости ПК резервуаров, но не приводятся соответствующие методики для ПП, имеющих форму сплошного диска. На основании формул, приведенных в, получены зависимости для определения параметров остойчивости ПП в диска. При исследовании напряженно-деформированного состояния понтонов можно использовать техническую теорию пластин и оболочек, а понтоны pacсматривать как тонкие круглые анизотропные пластины (рис. 6.1). В основе технической теории пластин и оболочек лежат две гипотезы Кирхгофа-Лява. Первая из них формулируется так: прямолинейные элементы оболочки, нормальные до деформации к срединной её поверхности, остаются прямолинейными, нормальными к деформированной срединной поверхности и сохраняют свою длину. Вторая гипотеза состоит в том, что предполагается отсутствие взаимодействия слоев оболочки, эквидистантных по отношению к срединному в нормальном по отношению к слоям направлении.
Рис. 6.1. К расчету прямоугольной пластинки
При исследовании изогнутой поверхности пластин используют уравнение Лагранжа [18]:
где w - величина прогиба пластинки, x, у - координаты точки срединной плоскости пластинки, q - интенсивность поперечной нагрузки, D - жесткость пластинки при изгибе, которую можно найти, используя формулу
где μ - коэффициент Пуассона, Е — модуль упругости материала пластинки. Неметаллические понтоны следует рассматривать как анизотропные пластинки. При эксплуатации ПП испытывают нагрузки от трения уплотнения о стенку резервуара. При размещении на опоре на ПП действует распределенная нагрузка от собственного веса, конденсата или продукта, сосредоточенная нагрузка от находящегося на поверхности ПП обслуживающего персонала или оборудования. Рассмотрению различных аспектов прочности пластин при их использовании посвящено множество работ, как и исследованиям армированных полимеров и пластмасс, но эти работы не учитывают особенностей нагрузок, испытываемых неметаллическим понтоном на опорной конструкции. В том случае, когда опорная конструкция в плане представляет собой сетку с прямоугольными ячейками, для исследования прочности и жесткости неметаллических понтонов на опоре как изотропных пластинок применимы зависимости, предложенные в [37]. Так, в свободно опертой прямоугольной пластинке при равномерном загружении ее по площади прямоугольника изгибающие моменты в центре загруженной площадки определяются по формулам [37]
где Р - нагрузка, Н, а, b - размеры прямоугольника, ξ- см. рис.3.1,
μ - коэффициент Пуассона, λ, v - коэффициенты, приведенные в [37] для различных отношений b/а, ξ/a.
Для напряжений, возникающих под действием равномерно распределенной нагрузки, имеем [37] (6.7)
где - коэффициенты, приводимые в /18/. При загружении сосредоточенной силой Р, приложенной в центре свободно опертой прямоугольной пластинки, максимальный прогиб
(6.8)
где D - жесткость пластинки, α - коэффициент, приводимый в [37]. Максимальный прогиб под действием равномерной нагрузки можно определить по формуле
(6.9)
где q0— интенсивность равномерно распределенной нагрузки. Этот ряд быстро сходится, и удовлетворительное приближение достигается уже одним лишь первым членом. Далее будет показано, что в случае, когда опорная конструкция представляет собой многолучевую звезду, достаточно рассмотреть напряженно деформированное состояние части понтона, имеющей форму сектора. В работе [37] получены аналитические выражения для определения прогибов в произвольной точке с полярными координатами (r, θ) изотропной секториальной тонкой пластинки с центральным углом, равным π, радиусом а и при граничных условиях, соответствующих свободному опиранию по всем краям под равномерно распределенной нагрузкой q:
(6.10) где D - жесткость пластинки при изгибе. Было исследовано напряженно-деформированное состояние изотропной -гонкой пластинки в форме сектора радиуса а с центральным углом, равным 2а, свободно опертого по прямолинейным краям и не опертого по дуге контура. В частности, величину прогиба дугового края можно определить из соотношения:
(6.11)
где р - интенсивность равномерно распределенной нагрузки, s=(2t-l)π. Полимерные материалы, состоящие из нескольких составных частей, каждая из которых выполняет свою функцию, называют композитными. Волокна из стекла, асбеста, металла, а также из полимеров вместе с полимерным связующим образуют материалы, обладающие резко выраженными анизотропными свойствами.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-12-30; просмотров: 595; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.135.212.10 (0.016 с.) |