ПНАЭ Г-7-002-86 Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (Приложения 3-12)
6. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ
6.1. Данный пример иллюстрирует порядок проведения расчета на прогрессирующее формоизменение. В примере условно выбраны характеристики конструкции и параметры нагружения (в частности, задан простейший - линейный закон распределения температуры).
6.2. Рассчитываем участок длинной цилиндрической оболочки (рис.П4.1), расположенный вдали от ее краев. Оболочка подвергается действию внутреннего давления (не изменяющегося по ее длине) и температуры
, изменяющейся по линейному закону по толщине оболочки в каждый момент времени
:
.
Здесь - температура срединной поверхности;
- разность температур наружной и срединной поверхностей оболочки.
Рис.П4.1. Участок длинной цилиндрической оболочки, расположенный вдали от ее краев
Целью расчета является проверка допустимости заданного внутреннего давления и температур оболочки с точки зрения прогрессирующего формоизменения.
6.3. Размеры оболочки приведены на рис.П4.1. Изменение давления и температуры в течение рабочего цикла иллюстрирует рис.П4.2. В стационарном режиме в процессах пуска и остановки температуры наружной и внутренней поверхностей оболочки и
принимаются одинаковыми. Значения
,
и
для ряда моментов времени, указанных на рис.П4.2, приведены в табл.П4.2.
Рис.П4.2. Изменение давления и температуры в течение рабочего цикла
Таблица П4.2. Параметры нагружения
| К | 573 | 573 | 873 | 873 | 856 | 867,5 | 794 |
(°С) | (300) | (300) | (600) | (600) | (583) | (594,5) | (521) | |
| К | 273 | 273 | 273 | 273 | 277,5 | 284,25 | 289,56 |
(°С) | (0) | (0) | (0) | (0) | (4,50) | (11,25) | (16,56) | |
| МПа | 0 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
(кгс/мм | 0 | (0,12) | (0,12) | (0,12) | (0,12) | (0,12) | (0,12) | |
| К | 765,5 | 734 | 709 | 667 | 639 | 573 | 573 |
(°С) | (492,5) | (461) | (436) | (394) | (366) | (300) | (300) | |
| К | 292,55 | 293 | 289,56 | 285 | 281,75 | 273 | 273 |
(°С) | (19,55) | (20,00) | (16,56) | (12,00) | (8,75) | (0) | (0) | |
| МПа | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 0 |
(кгс/мм | (0,12) | (0,12) | (0,12) | (0,12) | (0,12) | (0,12) | 0 | |
Механические характеристики материала оболочки даны в табл.П4.3. При температуре 293 К (20 °С) модуль упругости =2,0·10
МПа (2,0·10
кгс/мм
), температурный коэффициент линейного расширения
=17 мкК
(17,0·10
1/°С) и коэффициент Пуассона
=0,3. Расчетный срок службы оболочки 100000 ч.
Таблица П4.3. Механические характеристики материала оболочки
| К | 293 | 573 | 623 | 673 | 723 | 773 | 823 | 873 |
(°С) | (20) | (300) | (350) | (400) | (450) | (500) | (550) | (600) | |
МПа | 210 | 150 | 150 | 140 | 140 | 130 | 120 | 120 | |
(кгс/мм | (21) | (15) | (15) | (14) | (14) | (13) | (12) | (12) | |
| МПа | - | - | - | - | 181 | 169 | 137 | 100 |
(кгс/мм | (18,1) | (16,9) | (13,7) | (10,0) |
,6.4. Определяем предельные напряжения :
а) для стационарного режима работы в соответствии с разд.3.2.
б) для режимов пуска, срабатывания аварийной защиты и остановки найденные согласно разд.3.1 предельные напряжения
