Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 5

18 июля 2019
Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 5
Автор
Автор статьи: Игорь Ливен

В этой части прежде всего поговорим о тех величинах, которые будут использоваться в дальнейшем для расчётов механических характеристик пластиковых труб и их обозначениях. Обозначения и параметры, используемые в приведённых ниже уравнениях и примерах, основаны на следующих значениях: номинальный диаметр 300 мм, напорная труба из ПВХ, произведённая в соответствии со стандартом AWWA C900, DR 18 с уплотнительным или сварным соединением. Обозначения, не перечисленные ниже, объясняются в основной части текста.

  • OD = наружный диаметр
  • tmin = минимальная толщина стенки
  • DR = размерное соотношение = OD / tmin
  • t = толщина стенки
  • ID = внутренний диаметр
  • σ = напряжение («предел текучести»)
  • S = расчётная прочность
  • S = долгосрочная допустимая прочность, обозначается точно так же, как и расчётная прочность
  • E = модуль упругости
  • ε = деформация (по закону упругости Гука, E = σ/ε)
  • ν = коэффициент Пуассона = 0,38 для ПВХ
  • θ = прогиб соединения (угол смещения двух смежных участков трубы в раструбном соединении)
  • α = коэффициент теплового расширения
  • P = внутреннее давление или вакуум (в отдельных случаях — внешнее давление)
  • ΔT = изменение температуры
  • Rb = радиус продольного изгиба трубы
Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 5

Любые трубы (как пластиковые, так и металлические) имеют тенденцию расширяться и сжиматься при изменениях температуры и внутреннего или внешнего давления. Эффект изменения температуры зависит от типа соединения. В трубах с фиксированным концом (ограниченное соединение) стыки противостоят любым изменениям длины соседнего участка трубы — к этому типу относятся сварные соединения. В трубе со свободным концом, как в случае с уплотнениями, труба может укорачиваться или удлиняться в пределах раструба. В последующем анализе рассматриваются как стресс, так и напряжение. Во многих случаях напряжение, как правило, является лучшей основой для анализа, чем стресс. Теперь о влиянии изменений температуры. Для сварных соединений в трубе температурное напряжение (тепловое напряжение) определяется как: σ = Eα (ΔT). Понижение температуры приводит к попытке укоротить трубу, но она сдерживается продольным натяжением.

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 5

Для уплотнительных швов на участках трубы температурная деформация определяется как: ε = α (ΔT). Пример: для сварных соединений в прямых участках труб снижение температуры ΔT = 28 °C вызывает продольное растягивающее напряжение σ = 4,1 МПа с использованием уравнения в предыдущем абзаце. Этому напряжению должны противостоять сварные соединения (сварные и клеевые соединения ПВХ). Если изменение температуры является постоянным, стрессы со временем ослабевают. Если изменения температуры являются циклическими, конструкция трубы основана на регрессии прочности, которая уменьшается на количество циклов в единицу времени. В общем, температурное напряжение само по себе не является критическим, но может усилить другие продольные напряжения. В уплотнениях нет продольных ограничений на соединения. Труба свободного конца длиной L = 6 м, подвергнутая понижению температуры ΔT = 28 ° C, укорачивается на ΔL = α (ΔT) L = 9 мм, по половине на каждом конце. На самом деле, существует некоторая устойчивость почвы к укорачиванию заглублённой трубы, а уплотнённые швы должны выдерживать изменения длины. В следующей части коснёмся расчётов теплового расширения, а также поговорим о том, какой эффект на напряжения и стрессы оказывает внутреннее давление среды.

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 5

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад