13.4. Поняття про складові циліндри

Вище було показано, що навіть при нескінченно великому зовнішньому радіусі внутрішній тиск у циліндрі не може перевищувати певної величини. Зокрема, досліджуючи міцність циліндрів при приватних видах навантаження, ми дійшли висновку, що ні за якого збільшення товщини стінки циліндра його не можна виготовити на тиск, більший, ніж

. Пояснюється цей тим, що зі збільшенням радіусу напруги швидко і матеріал зовнішніх шарів циліндра працює малоефективно. Залишкові деформації з'являються насамперед у внутрішньої поверхні циліндра, коли буде дорівнює межі плинності матеріалу. Однак момент появи пластичних деформацій у внутрішній поверхні циліндра далеко не відповідає вичерпанню його вантажопідйомності. Повне вичерпання вантажопідйомності відбудеться тоді, коли кільцева пластична зона, поширюючись від внутрішньої поверхні циліндра, дійде до зовнішньої. Руйнування настане тоді, коли матеріал біля зовнішньої поверхні досягне стану, при якому відбудеться розрив.

Розподіл напруг можна поліпшити, розвантаживши внутрішні шари з допомогою інтенсивнішого використання зовнішніх. Вперше це завдання вирішив А.В.Гадолін, запропонувавши робити циліндри складовими, створюючи в них початкові напруги від складання попереднім натягом. Таку збірку можна зробити або потужним пресом, або за допомогою попереднього нагрівання. У цьому випадку один із циліндрів нагрівають настільки, щоб його можна було вільно надіти на інший. При охолодженні зовнішній циліндр стисне внутрішній, а сам відчуватиме внутрішній тиск.

При посадці одного циліндра на інший з натягом окружні напруги у внутрішньому циліндрі стають стискальними, а в зовнішньому розтягують (Рис.13.18,а).

Якщо такий складовийциліндр піддати внутрішньому тиску, то в ньому виникнуть додаткові розтягують окружні і стискаючі радіальні напруги (Рис.13.18,б). Ця напруга визначається за формулами (13.34), (13.35) як для цільного циліндра. Окружна напруга від внутрішнього тиску складатиметься з напругою від посадки в зовнішньому циліндрі і відніматиметься з них у внутрішньому циліндрі. Радіальні напруги від внутрішнього тиску та від тиску посадки складаються в обох циліндрах. Сумарні епюри напруг після застосування тиску матимуть вигляд, представлений на рис.13.18, ст. З малюнка добре видно, що на внутрішніх поверхнях складеного циліндра окружна напруга буде значно меншою, ніж у цільного циліндра.

Розвиваючи цю ідею далі, можна уявити складовий циліндр, що складається з безлічі окремих циліндрів, зібраних з належним натягом. У таких циліндрах величина внутрішнього тиску, що допускається, може бути значно більшою, ніж у цільному циліндрі. Подібним чином виготовляють гарматні стволи.

Час на відповідь, сік

До якого класу конструкцій можна віднести такі конструкції як: цистерни, газгольдери, водонапірні резервуари, повітряні та газові балони, бані будівель, апарати хімічного машинобудування, частини корпусів ракет і реактивних двигунів?

---