I. Расчет оболочки бака на прочность

1. Определим расчетные максимальное и минимальное давление в баке по формуле (10.2) с учетом коэффициента безопасности.

2. Определим расчетные величины изгибающего момента и осевой сжима­ющей силы, воспользовавшись данными эпюр (см. рис. 5.19 и 5.18) с учетом коэффициента безопасности f = l,3.

3. Определим максимальное и минимальное меридиональные напряжения по формуле (10.3) и максимальное кольцевое напряжение по формуле (10.4), предварительно записав в таблицу результатов расчета величину диаметра и толщину оболочки бака.

4. Определим напряжение от действия внешнего изгибающего момента по формуле (10.6) и напряжение от действия осевой сжимающей силы по форму­ле (10.7).

5. Определим максимальное и минимальное суммарные меридиональные напряжения по формуле (10.5). При этом учтем, что напряжения от действия изгибающего момента с одной стороны от нейтральной линии будут сжимаю­щими, а с другой — растягивающими. Напряжения от действия осевой сжи­мающей силы по обе стороны от нейтральной линии будут сжимающими, а напряжения от действия внутреннего давления всегда растягивающие. В таб­лицу для каждого расчетного - сечения оболочки запишем две величины сум­марного напряжения соответственно двум сторонам от нейтральной линии.

6. Определим эквивалентное напряжение в оболочке бака по формуле (10.9). В нашем случае суммарные меридиональные напряжения и кольцевые напряжения во всех расчетных сечениях имеют одинаковые знаки, поэтому большее по величине напряжение принимаем за эквивалентное (у нас во всех сечениях).

7. Запишем в таблицу величину предела прочности материала оболочки бака с учетом его температуры в расчетных сечениях.

8. Определим запас прочности оболочки по формуле (10.10).

II. Расчет оболочки бака на устойчивость

Критические напряжения сжатия оболочки бака с учетом одновременного действия внутреннего давления в баке определим по формуле (10.12). При этом наиболее опасным будет случай, когда давление в баке минимальное.

1. Запишем в таблицу величину модуля упругости материала оболочки ба­ка с учетом температуры его нагрева в расчетных сечениях.

2. Определим величину коэффициента устойчивости оболочки по формуле
(10.13), приняв К=0,22, так как в нашем случае оболочка бака относится к
разряду длинных оболочек.

Для расчета величины поправки по формуле (10.14) определим по формуле (10.15) безразмерную величину .

3. Определим величину критических напряжений по формуле (10.12).

4. Определим коэффициент запаса устойчивости оболочки бака по форму­ле (10.17).

По результатам расчета делаем вывод, что оболочка бака условиям прочности и устойчивости удовлетворяет, так как во всех расчетных сечениях коэффициенты запаса прочности и запаса устойчивости больше единицы.