6. Програма розрахунку несучої спроможності від дії опорних навантахеннь

CLS

'Расчетная длина аппарата, м

L = 10

'Длина выступающей цилиндрической части аппарата, м

a = 1

'Вес аппарата, МН

G = .8

'Количество опор

n = 3

'Растояние между опорами, м

l1 = 4

'коэффициент прочности сварного шва

fi = 1

'Диаметр аппарата, м

D = 1

'угол обхвата аппарата опорой, рад

dlt1 = 120 * 3.1415 / 180

'Толщина аппарата, м

S = .14

'Величина надбавок к толщине, м

C = .0025

'Коэфициент запаса стойкости

nc = 2.4

'Угол обхвата аппарата подкладным листом, рад

dlt2 = 150 * 3.141 / 180

'Ширина седловой опоры, м

b = .22

'Величина допустимых напряжений корпуса аппарата, МПа

sig = 160

'Модуль упругости материала стенки аппарата, МПа

E = 199000

'Ширина подкладного листа, м

b2 = .45

'Коэффициент

k2 = 1.2

'Коэффициент запаса прочности

nt = 1.5

'Распределенная нагрузка по длине аппарата, МН/м

q = G / (L + 4 / 3 * H)

'Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки между опорами

psi1 = .9: psi2 = 1.2

PRINT "Распределенная нагрузка q ="; q; "МН/м"

F1 = psi1 * G / n: F2 = psi2 * G / n

IF F1 > F2 THEN Fbi = F1 ELSE Fbi = F2

PRINT "Опорное усилие Fbi ="; Fbi; "МН"

M = q * l1 ^ 2 / 8

PRINT "Изгибающий момент М ="; M; "МН*м"

Qi = .5 * fi

PRINT "Поперечное усилие Qi ="; Qi; "МН"

IF fm1 > SQR(D * (S - C)) THEN fi = 1 ELSE INPUT "fi"; fi

gm = 2.83 * a / D * SQR((S - C) / D)

PRINT "Параметр определяющийся растоянием от вертикальной оси симетрии седловой опоры до днища gm ="; gm

bt = .91 * b / SQR(D * (S - C))

PRINT "Параметр определяющийся шириной пояса седлой опоры до днища bt ="; bt

sigmx = 4 * M / (3.14 * D ^ 2 * (S - C))

'PRINT "Общее осевое мембранное напряжение изгиба sigmx = "; sigmx; "МПа"

'Pdm = 2 * sig * (S - C) / (D + S - C)

'PRINT "Допустимое внешнее избнное давление Pdm = "; Pdm; "МПа"

'PRINT "Допустимый изгибающий момент по условию :"

'Mdm = 3.14 / 4 * D * (D + S - C) * (S - C) * sig

'PRINT "прочности цилиндрической обечайки Mdm = "; Mdm; "МН*м"

'Mde = .000089 * E / nc * D ^ 3 * (100 * (S - C) / D) ^ 2.5

'PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Mde = "; Mde; "МН*м"

'Md = Mdm / SQR(1 + (Mdm / Mde) ^ 2)

'PRINT "Допустимый изгибающий момент цилиндрической обечайки Md="; Md; "МН*м"

'PRINT "Допустимое сжимающее усилие по условию :"

'Fdm = 3.14 * (D - S - C) * (S - C) * sig

'PRINT "прочности цилиндрической обечайки Fdm = "; Fdm; "МН"

'Fde = .00031 * E / nc * D ^ 2 * (100 * (S - C) / D) ^ 2.5

'PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Mde = "; Mde; "МН"

'Fd = Fdm / SQR(1 + (Fdm / Fde) ^ 2)

'PRINT "Допустимое сжимающее усилие для цилиндрической обечайки Fd="; Fd; "МН"

'PRINT "Допустимое поперечное усилие по условию :"

'Qdm = .25 * 3.14 * D * (S - C) * sig

'PRINT "прочности цилиндрической обечайки Qdm = "; Qdm; "МН"

'Qde = 2.4 * E * (S - C) ^ 2 / nc * (.18 + 3.3 * D * (S - C) / L ^ 2)

'PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Qde = "; Qde; "МН"

'Qd = Qdm / (1 + (Qdm / Qde) ^ 2)

'PRINT "Допустимое поперечное усилие для цилиндрической обечайки Qd="; Qd; "МН"

'y = D / (S - C): u = L / D

'PRINT "Геометрические характеристики обечайки y,u"; y; u

k10 = EXP(-3.58) * SIN(3.58) / 3.58

IF k10 < .25 THEN k10 = .25

k11 = (1 - EXP(-bt) * COS(bt)) / 3.58

k12 = (1.15 - .1432 * dlt1) / SIN(.5 * dlt1)

IF 1.7 - 2.1 * dlt1 / 3.14 < 0 THEN k131 = 0 ELSE k131 = 1.7 - 2.1 * dlt1 / 3.14

k13 = k131 / SIN(.5 * dlt1)

k14 = (1.45 - .43 * dlt1) / SIN(.5 * dlt1)

k15 = (.8 * SQR(gm) + 6 * gm) / dlt1

IF k15 > 1 THEN k15 = 1

k16 = 1 - .65 / (1 + (6 * gm) ^ 2) * SQR(3.14 / (3 * dlt1))

k17 = 1 / (1 + .6 * (D / (S - C)) ^ (1 / 3) * b / D * dlt1)

k19 = 5 / (6 * (D / (S - C)) ^ (1 / 3) * dlt1)

Lon = (D + 2 * S) * dlt1 / 2

PRINT "длина опорного узла с углом обхвата dlt1 ,Lon="; Lon

Lnn = Lon * dlt2 / dlt1

PRINT "длина опорного узла с углом обхвата dlt2 ,Lnn="; Lnn

fm = (Lnn - Lon) / 2

PRINT "условие возможности проверки по упрощеной схеме";

IF (k19 * D + 1.5 * b) <= b2 THEN PRINT "выполняется" ELSE PRINT "невыполняется"

Sef = (S - C) * SQR(1 + (S / (S - C)) ^ 2)

gmn = 2.83 * a / D * SQR((Sef - C) / D)

btn = .91 * b2 / ((Sef - C) * D)

sigmxn = 4 * M / (3.14 * D ^ 2 * (Sef - C))

lm = L

Pdmn = 2 * sig * (Sef - C) / (D + Sef - C)

B1n = 9.45 * D / lm * SQR(D / (100 * (Sef - C)))

IF B1n > 1 THEN B1n = 1

Pden = .0000208 * E * D / (nc * B1n * lm) * ((100 * (Sef - C)) / D) ^ 2.5

PRINT "Допустимое внешнее избнное давление из условия стойкости Pden = "; Pden; "МПа"

PRINT "Допустимое внешнее избнное давление из условия прочности Pdmn = "; Pdmn; "МПа"

Pdn = Pdmn / (1 + (Pdmn / Pden) ^ 2)

PRINT "Допустимое внешнее избнное давление для обечайки Pdn = "; Pdn; "МПа"

PRINT "прочности цилиндрической обечайки Mdm = "; Mdm; "МН*м"

Mdmn = 3.14 / 4 * D * (D + Sef - C) * (Sef - C) * sig

PRINT "прочности цилиндрической обечайки Mdmn = "; Mdmn; "МН*м"

Mden = .000089 * E / nc * D ^ 3 * (100 * (Sef - C) / D) ^ 2.5

PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Mden = "; Mden; "МН*м"

Mdn = Mdmn / (1 + (Mdmn / Mden) ^ 2)

PRINT "Допустимый изгибающий момент цилиндрической обечайки Mdn="; Mdn; "МН*м"

PRINT "Допустимое сжимающее усилие по условию :"

Fdmn = 3.14 * (D - Sef - C) * (Sef - C) * sig

PRINT "прочности цилиндрической обечайки Fdmn = "; Fdmn; "МН"

Fden = .00031 * E / nc * D ^ 2 * (100 * (Sef - C) / D) ^ 2.5

PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Fden = "; Fden; "МН"

Fdn = Fdmn / (1 + (Fdmn / Fden) ^ 2)

PRINT "Допустимое сжимающее усилие для цилиндрической обечайки Fdn="; Fdn; "МН"

PRINT "Допустимое поперечное усилие по условию :"

Qdmn = .25 * 3.14 * D * (Sef - C) * sig

PRINT "прочности цилиндрической обечайки Qdmn = "; Qdmn; "МН"

Qden = 2.4 * E * (Sef - C) ^ 2 / nc * (.18 + 3.3 * D * (Sef - C) / lm ^ 2)

PRINT "стойкости цилиндрической обечайки Qden = "; Qden; "МН"

Qdn = Qdmn / (1 + (Qdmn / Qden) ^ 2)

PRINT "Допустимое поперечное усилие для цилиндрической обечайки Qdn="; Qdn; "МН"

yn = D / (Sef - C): u = lm / D

PRINT "Геометрические характеристики обечайки y,u"; yn; u

k10n = EXP(-btn) * SIN(btn) / btn

IF k10n < .25 THEN k10n = .25

k11n = (1 - EXP(-btn) * COS(btn)) / btn

k12n = (1.15 - .1432 * dlt2) / SIN(.5 * dlt2)

IF 1.7 - 2.1 * dlt2 / 3.14 < 0 THEN k131 = 0 ELSE k131 = 1.7 - 2.1 * dlt2 / 3.14

k13n = k131 / SIN(.5 * dlt1)

k14n = (1.45 - .43 * dlt2) / SIN(.5 * dlt2)

k15n = (.8 * SQR(gmn) + 6 * gmn) / dlt2

IF k15n > 1 THEN k15n = 1

k16n = 1 - .65 / (1 + (6 * gmn) ^ 2) * SQR(3.14 / (3 * dlt2))

k17n = 1 / (1 + .6 * (D / (Sef - C)) ^ (1 / 3) * b2 / D * dlt2)

PRINT "условие прочности апарата в сечении между опорами с накладным листом ";

IF P * D / (4 * (Sef - C)) <= sig * fi THEN PRINT "выполняется " ELSE PRINT "невыполняется "

v21n2 = -sigmxn * k2 / (nt * sig)

v22n2 = ((P * D / (4 * (Sef - C))) - sigmxn) * k2 / (nt * sig)

v21n4 = 0

v22n4 = P * D / (2 * (Sef - C)) * k2 / (nt * sig)

IF v21n2 >= 0 THEN v11n2 = -.23 * k13n * k15n / (k12n * k10n) ELSE v11n2 = .23 * k13n * k15n / (k12n * k10n)

IF v22n2 >= 0 THEN v12n2 = -.23 * k13n * k15n / (k12n * k10n) ELSE v12n2 = .23 * k13n * k15n / (k12n * k10n)

IF v21n4 >= 0 THEN v11n4 = -.53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2)) ELSE v11n4 = .53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2))

IF v22n4 >= 0 THEN v12n4 = -.53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2)) ELSE v12n4 = .53 * k11n / (k14n * k16n * k17n * SIN(.5 * dlt2))

v21n2 = ABS(v21n2)

v22n2 = ABS(v22n2)

v22n4 = ABS(v22n4)

v2 = k2 / nt * sigmxn / (sig * fi)

PRINT "Коэффициенты, которые представляют собой отношение местных мембранных напряжений к местным напряжениям изгиба"

PRINT "v11n2="; v11n2

PRINT "v21n2="; v21n2

PRINT "Коэффициенты, которые учитывают степень загруженности общими мембранными напряжениями"

PRINT "v11n4="; v11n4

PRINT "v21n4="; v21n4

INPUT "коэффициент k1n2"; k1n2

INPUT "коэффициент k1n4"; k1n4

PRINT "Граничное напряжение изгиба"

sigin2 = k1n2 * sig * nt / k2

sigin4 = k1n4 * sig * nt / k2

PRINT "в точке 2 sigin2 ="; sigin2; "МПа"

PRINT "в точке 4 sigin4 ="; sigin4; "МПа"

Fdn2 = .7 * sigin2 * SQR(D * (Sef - C)) * (Sef - C) / (k10n * k12n)

Fdn4 = .9 * sigin4 * SQR(D * (Sef - C)) * (Sef - C) / (k14n * k16n * k17n)

PRINT "Допустимое опорное усилие в осевом направлении Fdn2 ="; Fdn2; "МН"

PRINT "Допустимое опорное усилие в кольцевом направлении Fdn4 ="; Fdn4; "МН"

Fen = Fbi * 3.14 / 4 * SQR(D / (Sef - C)) * k13n * k14n

PRINT "Эфективное осевое усилие от местных мембранных напряжений Fen = "; Fen; "МН"

PRINT "Fbi="; Fbi

PRINT "Fdn2="; Fdn2

PRINT "Fdn4="; Fdn4

PRINT "условие прочности опорного узла ";

IF Fen <= Fdn2 AND Fen <= Fdn4 THEN PRINT "выполняется" ELSE PRINT "невыполняется"

PRINT "M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2= "; M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2

PRINT "условие прочности цилиндрической обечайки ";

IF M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2 <= 1 THEN PRINT "выполняется" ELSE PRINT "невыполняется"

END

Результати програми

Распределенная нагрузка q = .08 МН/м

Опорное усилие Fbi = .32 МН

Изгибающий момент М = .16 МН*м

Поперечное усилие Qi = .5 МН

fi? 1

Параметр определяющийся растоянием от вертикальной оси симетрии седловой опоры до днища gm = 1.049392

Параметр определяющийся шириной пояса седлой опоры до днища bt = .5398993

длина опорного узла с углом обхвата dlt1 ,Lon= 1.340373

длина опорного узла с углом обхвата dlt2 ,Lnn= 1.6752

условие возможности проверки по упрощеной схеменевыполняется

Допустимое внешнее избнное давление из условия стойкости Pden = 1326.981 МПа

Допустимое внешнее избнное давление из условия прочности Pdmn = 51.9327 МПа

Допустимое внешнее избнное давление для обечайки Pdn = 51.85329 МПа

прочности цилиндрической обечайки Mdm = 0 МН*м

прочности цилиндрической обечайки Mdmn = 29.04644 МН*м

стойкости цилиндрической обечайки Mden = 12190.59 МН*м

Допустимый изгибающий момент цилиндрической обечайки Mdn= 29.04627 МН*м

Допустимое сжимающее усилие по условию :

прочности цилиндрической обечайки Fdmn = 77.9876 МН

стойкости цилиндрической обечайки Fden = 42461.59 МН

Допустимое сжимающее усилие для цилиндрической обечайки Fdn= 77.98734 МН

Допустимое поперечное усилие по условию :

прочности цилиндрической обечайки Qdmn = 24.3325 МН

стойкости цилиндрической обечайки Qden = 1392.121 МН

Допустимое поперечное усилие для цилиндрической обечайки Qdn= 24.32507 МН

Геометрические характеристики обечайки y,u 5.16182 10

условие прочности апарата в сечении между опорами с накладным листом выполняется

Коэффициенты, которые представляют собой отношение местных мембранных напряжений к местным напряжениям изгиба

v11n2= 0

v21n2= 5.260454E-03

Коэффициенты, которые учитывают степень загруженности общими мембранными напряжениями

v11n4=-1.836972

v21n4= 0

коэффициент k1n2? 1.477

коэффициент k1n4? .387

Граничное напряжение изгиба

в точке 2 sigin2 = 295.4 МПа

в точке 4 sigin4 = 77.39999 МПа

Допустимое опорное усилие в осевом направлении Fdn2 = 87.87797 МН

Допустимое опорное усилие в кольцевом направлении Fdn4 = 39.56281 МН

Эфективное осевое усилие от местных мембранных напряжений Fen = 0 МН

Fbi= .32

Fdn2= 87.87797

Fdn4= 39.56281

условие прочности опорного узла выполняется

M / Mdn + Fen / Fdn + (Qi / Qdn) ^ 2= 5.930956E-03

условие прочности цилиндрической обечайки выполняется