Цилиндрические вафельные оболочки
Цилиндрические вафельные оболочки. Их разрушение при внутреннем давлении происходит аналогично неподкрепленным гладким, от действия кольцевых усилий. Разрыв происходит в направлении образующей цилиндра одновременно по стенке с ребрами, с захватом нескольких ячеек.
Оболочки вафельного типа при работе на внутреннее давление проигрывают в массе гладким при одинаковой несущей способности. Их применяют только в конструкциях, работающих на устойчивость. Однако при действии внутреннего давления подкрепляющие ребра эффективно участвуют в работе всей конструкции, что следует учитывать в расчетах.
Анализ измерений напряженного состояния стенки и подкрепляющих ребер, разрушающих давлений, полученных при экспериментальном* исследовании вафельных оболочек с различными видами подкреплений (продольно-кольцевое, перекрестное, перекрестно-кольцевое), изготовленных разными способами (химическое травление, механическое фрезерование, электроимпульсное фрезерование), приводит к важному для практического применения выводу. Моментными усилиями, вызванными сочленением ребер со стенкой при размере ячейки, не превышающем 2,5}^R8, можно пренебречь. Этот вывод дает основание использовать ниже изложенный метод, хорошо согласующийся с довольно обширными и многочисленными экспериментальными данными.
Расчет проводился как для условной гладкой оболочки с эквивалентной толщиной, которая определяется при условном равномерном «размазывании» ребер по поверхности оболочки. Таким образом, кольцевые и меридиональные напряжения.
Формулы эквивалентных толщин 62э, б1в для различных конструктивных вариантов расположения ребер приведены в табл. 1. В формулах учитывается часть площади сечения ребра, образованная в сопряжении со стенкой радиусом г (сечение Б—Б, рис. 2). Для оболочек, изготовленных химическим травлением, радиус сопряжения можно принять приблизительно равным высоте ребра г « (0,8 ... 1,0) Л. Оболочки, изготовленные механическим фрезерованием, обычно имеют прямоугольный профиль сечения ребра, а в месте сопряжения со стенкой для уменьшения концентрации напряжений принимают г « (1 ... 1,5) 6.
Коэффициент X при работе конструкции в пределах упругости равен X = 0,8. Рекомендуемое значение X получено из условия совместности деформации ребер, находящихся в одноосном напряженном состоянии, и стенки, материал которой- находится в двухосном растяжении. Напряженное состояние клетки принималось безмоментным, т. е. любой достаточно большой элемент, вырезанный из оболочки, нагружен только равномерно распределенными кольцевыми и меридиональными усилиями. Материал принимался идеально упругим, изотропным.
При определении разрушающего давления следует учитывать, что вся площадь ребер участвует в работе конструкции, при этом X = 1.