Научная статья на тему 'Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндрической стенки со встроенными нагревательными элементами и теплоизоляционным материалом в автоклаве высокого давления и анализ параметров ее работоспособности'

Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндрической стенки со встроенными нагревательными элементами и теплоизоляционным материалом в автоклаве высокого давления и анализ параметров ее работоспособности Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
57
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Baikal Research Journal
ВАК
Область наук
Ключевые слова
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ / КОНТАКТНОЕ ДАВЛЕНИЕ / МОДУЛЬ УПРУГОСТИ / НАПРЯЖЕНИЯ / ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ / YOUNG'S MODULUS / DISPLACEMENT / CONTACT PRESSURE / STRESS / HEAT FIELD

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Еловенко Денис Александрович, Репецкий Олег Владимирович

Описаны математическая модель и методика расчета цилиндрической стенки автоклава высокого давления. Определены оптимальные характеристики ее технологичности и работоспособной конструкции.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Еловенко Денис Александрович, Репецкий Олег Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

MATHEMATICAL MODELING OF STRESS-STRAIN STATE OF CYLINDRICAL WALL WITH EMBEDED HEATING ELEMENTS AND HEAT-INSULATION MATERIAL IN HIGH-PRESSURE AUTOCLAVES AND ANALYSIS OF ITS WORKING ABILITY PARAMETERS

The authors describe the mathematical model and calculation method of cylindrical wall of high-pressure autoclave, and determine the optimal characteristics of its technological effectiveness and workable construction.

Текст научной работы на тему «Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния цилиндрической стенки со встроенными нагревательными элементами и теплоизоляционным материалом в автоклаве высокого давления и анализ параметров ее работоспособности»

с4

4

6

'

О.В.Репецкий

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Я

И

:

:

-

дрической стенки автоклава высокого давления. Определенны

:

.

Ключевые слова: перемещение, контактное давление, модуль упру.

D.A. Elovenko O.V. Repetskiy

,

5 = Ин5|

1

і

л £

2 °

I

£мЦ

нее

.

.

,

.

1

-

,

и приводит к быстрому выходу из рабочего состояния нагревательных

-

-

.

-

:

-

'

%

с4

1

слой с нагревательными элементами 2, а именно форма и расположение

1

:

.

15'

^ I

1

Г)

{

е

,

должна работать упруго. Основным критерием такой работы является

ностей

а1(г1) = м2(г1)

U2 (г2 ) = и3(г2)

1

г (а *(^0)- Ц (а гСРо) + а ^Р^)) = у ( 2 (І0) - ц (а Г2(І0) + а ^і^))

1

_ і*

с

.

'

и явный вид для конструкции (см. рис. 1), относительно контактных

:

с4

Г Г(м I м2.( 1 1 1 (1 "МЖ + Го2) (1 -Д2)(г22 + Г12)1

Г Г+М ) [ё " ЕГ Е^2 - Го2) Е,(г? - Г2)

(1 -м2)2в22 е2(Р| -1)

= - Г

( (1 -м2)2 1 Е1(Р2 -1),

( (1 -м2)2 1

уе2(Р22 -1),

((м +м2) (1 - .11 - (1 -М2)(г22 + Г12) - (1 -м2)(Гз2 + Г2)1 (М М )IЕ2 Ез J Е2(г2 -Г12) Ез(Гз2 - г2)

(1 -М2)2Р32

Ез(Р32 -1),

'

( (1 -м2)2 1

'уЕз(Рз -1),

((м +м2)(____________0-(1 -м2)(г32 + Г22) - (1 -м2)(г42 + Г32) 1

(М М )1 Ез Е4 ) Ез(Гз2 - Г) Е4(г42 -г2)

(1 -ц2)2Р4

Е4(Р42 - 1),

( (1 -м2)2 1 уЕ4(Р2 - 1),

(

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(Ц+Ц2)| .1 -IV (1 -М2)(Г42 +2Г32) - (1 +2Г42) 1

|

Модуль упругости слоя, представленного нагревательными элемен

:

;

|о 1(Го)^г + |о 3(Го^г + |о 5(Го^г = Го

2 ■

1

Л £

э °

I

£м!|

нее

'

верхностей, получим систему уравнений относительно контактных дав~ лений

'Г1Г1 - Г2Г2 = о

'

Рг -1

ЧР2 -1'

(Г1 + Р )

- ■

Р2 -1

2

- 1

_

)

2

р2 -1

Рз2 -1 (Г2 - Г1 )

- '

-м(

р2 -1

1

- ■

Рз2 -1

- '

_

2 >

Ек

уР52 -1

Р 2 -1

1

Р2 -1

(Г4 - Г3 )

ЕЛ

Г3Г3 - Г4Г4 = о

'

:

2

Г.

1

2

+

;

2

г.

.

г.

.

(

г

4

+

г

4

з >

М^| !3|

1

1

Л £

2 °

I

£мц

Н®п

:

я

-

-

в

Р1Г1 - Р2Г2 = 0

1

V V /

■ 1

_

( г V V \

у

л

;

V (Ра2 -1)

:

. V

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

'

в2 -1 в2 -1

у

^ 2Г;вз2 ^ ч(в| -1).

'

С помощью систем уравнений (1) и (2) можно подобрать модуль

1

-

дует делать после изменения модуля упругости Е4 на реальное значе-

-

0

.

-

-

-

.

'

.

:

-

:

-

1 1 -

таллических компонентов конструкции, которые будут одинаковыми

.

о

я

ь

у

:

с4

з >

М ВI

1

1

Л £

2 °

I

£мЦ

нее

Р| Гиіи^І1 1 1 (^Ж + Г2) (1 -|^)(г22 + Г!2) . р

^Мё" -ЕJ- Е1(г12 -г02) — 1 + р

'

,

'

Рх

,(1,+р2) (Е - Е

(1 -Ц2)(Г,2 + Г2) (1 -Ц2)(Гд2 + Г2 ) 1

'

'

(

ВД82 -1) ) 2

(1-Ю2

Р' ВДІ -1)

1

.

V :

-

'

'

'

'

((1 -Ц2)2р421 а Т «з(1 + д)(То - Т(Гз)) 1 г 1

[ -1) J 30 2 . | 1 Г312 - 1

V

1

1

&

(1 -Д2 )(г42 + г32) (1 -Д2 )(г52 + г42)1

'

'

'

;

Ґ х2

.

1 21 іТ|

1 1

2

Га

Стоит отметить, что линейное расширение элемента 3 в конструкции

-

-

-

-

о

:

.

-

-

-

найден как

2п (ТО - Тср)

ъ = - р

.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

тогда неизвестные значения температур на контактных радиусах в сис-

:

2

:

2

1

'

2

2

П

2

К

Г,

г,

2

'

'

г

2

1

'

г

п

:

Т(г3) = Т0 -4-—1п Т(г4) = Т(гз) - 4- ^1п

.

Т(г5) = Т(Г4)-^-—1п

2П Л5

я

-

я

и

'

,

'

.

д

-

д

:

(о[0(Ро, То)-оГ0(Ро, То))2 + (оГ0(Ро, То) + оГ0(Ро, То))2 + (оГ0(Ро, То) + оГР Т)))2

з»

М^| !3|

1

1

Л £

э °

I

£мщ

НОв

-

ь

и

[о '■=г

-

ляции из шамотного порошка — 21 738 МПа при упругой работе под технологической нагрузкой и асбеста — 19 833 МПа соответственно,

-

.

-

.

:

.

ы

-

,

,

-

,

,

г.

3

г

4

950 850 750 650 550 450 350 250

50 70 90 110 130 150 170 190

Т0 .• /

/

' / / у ✓ ✓

/ / */ //

•'V •• / , / /

•* . у *' /

р о

—X = 0,8 —-X = 1,0 -X = 1,2 ....X = 1,4

а

1511

оМ» ь<ё\

г

- С §

Та

у

’ /

' / / ^

• * 4 ’’ / / /

/ /

//. / /

//'/ ' /

/// '/у

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

//'/ Р(

—X = 0,8 -—X = 1,0 -■X = 1,2 ....X = 1,4

1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200

50 70 90 110 130 150 170 190 Список использованной литературы

-

гер. — М.: Машиностроение. 1968.

.

-

-

.

систем. — Иркутск: ИИТМ ИрГУПС, 2011. — С. 79-83.

,

:

государственной экономической академии. — 2011. — № 5. — С. 171-175.

-

№ 1 (В). — С. 25-27.

| ■

-

-

.

:

,

и :

.

.

.

,

и :

.

.

:

-

в

.

й

-

С. 11-19.

-

«К

s

-

і ger. — M.: Mashinostroenie. 1968.

.

.

лй-і slozhnykh sistem. — Irkutsk: IITM IrGUPS, 2011. — S. 79-83.

,

.

-

-

koi gosudarstvennoi ekonomicheskoi akademii. — 2011. — № 5. — S. 171-175.

-

-

-

niya / D.A. Elovenko, O.V. Repetskii // Vestnik stipendiatov DAAD. — 2011. — № 1 (8). — S. 25-27.

'

gosudarstvennoi ekonomicheskoi akademii. — 2011. — № 6. — S. 201-206.

.

,

-

.

.

,

.

.

.

.

-

ekonomlke: sb. nauch. tr. — Irkutsk: Izd-vo BGUEP, 2011. — S. 40-45.

-

,

D.V. Tatarrnov // Vestnlk stlpendlatov DAAD. — 2010. — № 1 (7). — S. 11-19.

10. Kovaleno A.D. Osnovy termouprugosti / A.D. Kovaleno. — Kiev: Naukova dumka, 1970. — 308 s.

12. Timoshenko S.P. Teonya uprugostL / S.P. Timoshenko. Dzh. Gud’er. — M.:

-

-

.

-

.

H

H

о

H P3

CO

H

.

.

,

.

,

.

s

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.