Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Сапожников, В. М. Прочность и испытания трубопроводов гидросистем самолетов и вертолетов

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.06 Mб
Скачать

п усталостная прочность соединений трубопроводов по наружно­ му конусу;

— величина монтажных неточностей — =1 незначительно

Д.Г

снижает усталостную прочность соединений трубопроводов по наружному конусу на 10—15%.

11. ДИАГРАММЫ ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Для характеристики сопротивляемости металла действию пе­ ременных напряжений с различной асимметрией строится так называемая диаграмма предельного состояния при асимметрич­ ных циклах.

Рис. 7.10. Диаграмма предельного соединения трубопроводов размером

12X0,9 мм (3) и 12X0,5

мм ( Г и 2) для сталей Х18Н10Т с і)і=0,3 (3) и

ВІТС-2 с і))=0,11 (/), ти­ танового сплава 7М с i)i=0,lS

В настоящее время в инженерной практике используют спо­ соб построения диаграмм в координатах о«=/(а,„) или тп = /(т,„). Диаграммы предельного состояния для одноосного напряжения состояния рекомендуется строить по уравнению

~ Яшах ат = = 3 — 1 ']>а^т >

(Д • 1 )

где Д,— — коэффициент, характеризующий чувствитель­

но

ность металла к асимметрии цикла. Проведенные нами эксперименты показывают (рис. 7. 10), что

величина предельной амплитуды цикла даж-е при больших зна­ чениях средних напряжений, близких к значению as, снижается весьма незначительно по сравнению с пределом выносливости при симметричном цикле сг-ь Отмеченные при значениях am< a s разницей результаты могут быть распространены на большую группу материалов трубопроводов.

12. ХАРАКТЕРИСТИКИ ДОЛГОВЕЧНОСТИ И ВЫНОСЛИВОСТИ ГИБКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ

Результат усталостных испытаний гибких металлических тру­ бопроводов типа РГТ-8, РГТ-12ГРГТ-20 и РГТ-25 при пульсиру­ ющем давлении (рис. 7. 11—7. 14) показывают, что предел вы-

240

и Е

н

о

 

О

СЧ1 к

О

н

5 ■

соU

Ч

а

*

О

 

О

 

си

 

СО и

 

с

СО

ш н И

СО

О

л

со

ч

J5-

о

 

со

«=с

я

О. о

£—со

g

со

о

S

Си <и

 

с

 

 

о

о

ѴО

СО

 

>>

си си

 

Е-4 Я

 

 

и

о

X

►о

ч

а

 

а

X с

X

си

ѴО о

и

Си

2“ о

н .0

и ч

о >» ш с S

ч я о си о Я

2 со со

н

и

соа

со со С

си я

ссо_ н

я со

о

чо

Я

о •—< Си

С

о

о ѴО>>

си

а. н

>.Я

Си S

H Ч

>-»

CU

E- О

U►О

ОCO с?

С

cjО я

J3 CuС

СОCSL O

со О

г и

SÖH

со

со

с Я

X ^ m S

h- ШU

Оо. СОа Ус

Г" О О)

D, \о ч

Рис. 7.12. Диаграмма выносливости гибких трубопроводв типа РГТ-12 при пульсирующем цикле нагружения

241

нослпвостп трубопроводов РГТ-8 составляет 40% от величины рабочих давлений, РГТ-12 — 35%; РГТ-20 —40% и РГТ-25-- 30% (пли 6—12% от разрушающего статического давления).

При усталостных испытаниях всегда происходила потеря гер­ метичности в местах заделки рукава в арматуру.

По данным канд. техн. наук Гранкина В. П. увеличение сред­ него давления цикла Рт от 0,45 до 1,0 Рраб не сказывается на пределе выносливости гибких трубопроводов. Это обстоятельство объясняется, по-видпмому тем, что увеличение асимметрии цик­ ла нагружения увеличивает жесткость рукава, что приводит к уменьшению колебаний гофр н не приводит к снижению уста­ лостной прочности в исследованном пределе изменения Рт.

Проведенные испытания в широком диапазоне частот разгру-

женпя показали, что влияние частоты в диапазоне от 100 до 320Гц не обнаружено.

Испытания долговечности не циклический изгиб гибких тру­ бопроводов показали значительную зависимость ее от величины радиуса изгиба. По данным Гранкина В. П. при радиусе изгиба, равном 10 dy, долговечность возрастает в четыре раза для рука­ вов типа РГТ-12 и в четырнадцать раз для рукавов типа РГТ-25.

Наличие статического давления жидкости в рукаве также приводит к значительному увеличению его долговечности, т. е. при нагружении постоянным давлением на вершинах и впадинах гофров возникают сжимающие напряжения. Наложение напря­ жений при циклическом изгибе приводит к смещению асиммет­ рии цикла; указанных элементов гофра в сторону уменьшения

растягивающих напряжений. В результате происходит увеличе­ ние долговечности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ананьев И. В., Тимофеев П. Г. Колебания упругих систем в авиаци­ онных конструкциях и их демпфирование. М., «Машиностроение», 1965.

2.Бабиченко М. С. и др. Соединение трубопроводов с врезающимся коль­ цом. Гидропривод в авиационных конструкциях (тезисы докладов конферен­ ции). Киев, КНИГА, 1972.

3.Башта Т. М. и др. Силовые гидравлические системы самолетов ГВФ.

М., Редиздат аэрофлота, 1962.

трубо­

4. Белый Н. Г. Анализ вибрационных характеристик самолетных

проводов,— «Труды всесоюзной конференции по гидропередачам»,

Киев,

КНИГА, 1964.

 

5.Боголюбов Н. Н., Митропольский Ю. А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М., Физматгнз, 1958.

6.Болотин В. В. О параметрическом возбуждении поперечных колебаний

икритические скорости. Изд-во АН СССР, сборник II, '1953.

7.Гетманчук Ф. К., Гелетуха Г. Н., Коропов И. С. «Сборник научных трудов КНИГА». Вып. II, Киев, КНИГА, 1961.

8.Гликман Л. А. Коррозионно-механическая прочность металлов. М.-Л.,

Машгиз, 1955.

9. Гризодуб Ю. Н. Исследование распространений колебаний давления по разветвленным трубопроводам применительно к гидротопливным системам ре.

активных двигателей. [Труды МАИ], 1960.

40.Гризодуб Ю. Н. К исследованию волновых процессов в трубопрово,

дах. М., Оборонгиз, 1950.

И. Давиденко М. Ф. Пульсация давления жидкости в напорных магист­ ралях гидросистем. Вопросы технической эксплуатации летательных аппара­ тов II двигателей «Сборник научных трудов КНИГА». Вып. 3 Киев, КНИГА, 1966.

12.Деп Гартог Дж. Механические колебания. Перевод с 4-го америк. изд.

-Обморшева А. И., М., Физматгнз, 1960.

13.Жуковский Н. Е. О гидравлическом ударе в водопроводных трубах. М.-Л., Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1949.

14.Залкинд Е. М. Приложение к нормам расчета на прочность котельных

агрегатов. М., Машгиз, 1950.

15. Иванов С. И., Лежин С. М. Монтажные напряжения в трубопроводах авиационных систем при упрутопластпческих деформациях. Труды КуАИ [Вибрационная прочность и надежность авиационных двигателей]. Вып. XIX, Куйбышев, 1965.

16.Иориш Ю. И. Виброметрня. М., Машгиз, 19.64.

17.Камерштейн и др. Расчет трубопроводов иа прочность. Справочная книга. М., Гостоптехиздат, 1963.

18.Комаров А. А., Сапожников В. М. Трубопроводы и соединения для гидросистем. М., «Машиностроение», 1967.

19.Кондратов Н. С. и др. Внброгасящие устройства к токарным стан­

кам. М„ ГОСИНТИ, '1962.

243

20. Крылов А. И. Лекции о приближенных вычислениях. М., Гостехиздат, 1954.

2'1. Крюков А. И., Глннкнн И. М., Фионин В. И. Гибкие металлические рукава. «Машиностроение», М., 1970.

22. Лихтмак В. И. и др. Физико-химическая механика металлов. Адсорб­ ционные явления в процессах деформации и разрушения металлов. М., нзд. АН СССР, 1962.

23. Павлов Ю. М., Антропов В. Н. Повышение надежности н долговечно­ сти неподвижных уплотнений 'фланцевых соединений трубопроводов гидро­ систем. Обзоры по межотраслевой тематике. ГОСИНТИ № 1/4—72, М.,

.1972.

24.Пановко Я. Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. М., Машгиз, 1967.

25.Петелин Г. И. Трубопроводы электростанций. Компенсация термиче­ ских расширений. ОНТИ, Главная редакция энергетической литературы, М.,

1935..

26.Пономарев С. Д. и др. Расчеты на прочность в машиностроении. Вып. 111, М.. Машгиз, 1956.

27.Расчет и проектирование систем трубопроводов. Справочная книга. Пер. с английского ГНТИЫ и ГТЛ. М., 1961.

28.Ребнндер П. А. Юбилейный сборник АН СССР к 30-летию Великой

Октябрьской революции, т. 1, 1947.

29.Сапожников В. М. Монтаж и испытания гидравлических и пневмати­ ческих систем на летательных аппаратах. М., «Машиностроение», 1972.

30.Сапожников В. М. Пути повышения надежности и долговечности гид­

равлических систем при их проектировании и производстве.— «Технология

иорганизация производства», Киев, 1969. № 6.

31.Сапожников В. М., Комов Н. Е. Некоторые результаты усталостных

испытаний неразъемных соединений трубопроводов из титановых

сплавов

и высокопрочных сталей. Гидропривод в авиационных конструкциях

(тезисы

докладов конференции). Киев, КНИГА, 1972.

 

32.Скворцов А. А. Компенсационные устройства теплофикационных тру­ бопроводов. М., Госэнергоиздат, 1961. •

33.Сорокин Е. С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем, М., Госстройиздат, 1963.

34.Феодосьев В. И. Упругие элементы точного приборостроения. М., Обо-

ронгиз, 1949.

35. Ч-арный И. А. Неустановившиеся движения реальной жидкости в тру­ бах. М.. Гостехиздат, 1951.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

П р ед и сл о в и е .................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.3

Ч а с т ь

 

пе рв а я .

НАГРУЗКИ

И ДЕФОРМАЦИИ ТРУБОПРОВОДОВ

 

Г л а в а

I.

Конструктивные элементы деталей из труб и трубопровод­

б

 

 

 

ной ар м ату р ы ...................................................................................

 

 

 

 

 

 

1.

 

Классификация трубопроводов................................

 

 

 

5

9

2т Конструктивные элементы т р у б ......................................................

 

 

 

 

3. Типы

конструкций

соединений

трубопроводов гидросистем и их

 

4.

назначение....................................................................................................

 

 

 

 

наружному

конусу .

..

. . 1

11

Соединения трубопроводов по

2

5.

Соединения

трубопроводов

по

внутреннему конусу . . . .

эле­

15

6. Самоуплотняющие

соединения

трубопроводов с упругими

17

 

ментами

в

соединительной

арматуре

..........................................

 

 

.

7. Безконусные соединения трубопроводов(без развальцовки) .

20

8. Неразъемные соединения трубопроводов..............................................

 

в гидро­

21

9. Другие

типы соединений трубопроводов, применяемых

22

10.

системах

......................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гибкие

металлические трубопроводы ....................................................

 

 

 

23

Г л а в а

II.

Нагрузки, действующие на трубопроводы..................................

 

 

26

1.

Классификация

нагрузок .

.

.

.

 

. .

26

2.

Нагрузки,

обусловленные

изготовлением

трубопроводов

31

3.

Нагрузки,

обусловленные

монтажными неточностями

. .

.

33

4.

Нагрузки от сил внутреннего

давления жидкости . . .

.

35

5. Нагрузки от воздействия пульсирующего потока жидкости

. .

40

6. Температурные н агрузки

...........................................................................

 

 

 

 

 

44

7.

Вибрационные

н а гр у зк и ........................................................................

 

 

 

 

. .

47

8. Влияние внешних условий на эксплуатацию изделий . ' .

51

9. Основные дефекты трубопроводов.........................................................

 

 

 

 

52

Г л а в а

III.

Колебания трубопроводов.........................................................

 

 

 

 

58

1. Свободные колебания трубопроводов

..........................................

 

 

' 5 8

2. Изгибающие моменты и напряжения, возникающие в трубопро­

71

водах

при резонансных колебаниях.......................................................

 

 

 

3. Особенности свободных колебаний трубопроводов под действием

74

пульсирующего потока жидкости .

 

давления от действия

4 Зависимость формы

и

величины импульса

77

 

демпфирующих и возбуждающих с и л ................................

 

 

. .

5. Динамические характеристики трубопроводов, нагруженных пуль­

81

 

сирующим

потоком

ж и д к о с т и ................................................................

в зонах динамической

не­

6. Характер колебаний

трубопроводов

86

 

устойчивости .

 

.

. ■

......................................

 

 

......

 

245

 

 

Деформации

трубопроводов при свободных колебаниях / . . .

Стр.

7.

 

89

8. Влияние

конструктивно-технологических факторов

на динамиче­

90

9.

скую

возбудимость

трубопроводов

 

...............................................

 

 

 

 

Определение

частот свободных

колебаний трубопроводов, нагру­

98

 

 

женных пульсирующим потоком ж и д к о сти ..........................................

 

 

 

. . .

10. Области динамической неустойчивости трубопроводов

 

95

11.

 

 

Демпфирование колебаний

трубопроводов................................

 

 

 

101

12.

 

Частотная отстройка

трубопроводов

от резонансных

 

режимов

102

13. Ударные демпферы и упруго-демпфнрующне опоры трубопроводов

108

14. Гибкие компенсаторы трубопроводов....................................................

 

 

 

 

113

Іо.

 

 

Гидравлические д ем п ф ер ы ...................................................................

 

 

 

 

 

 

 

115

Г л а в а

IV.

Напряженно-деформированное состояние

трубопроводов

119

1. Гибкость и жесткость трубопроводов...................................................

 

 

состояния

119

2.

 

Методика изучения напряженно-деформированного

122

 

 

изогнутых т р у б .......................................................................

 

 

в наружных и внутренних волокнах

3. Деформации

и

напряжения

125

 

 

трубы

при г и б к е .......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Металлографическое исследование образцов, подверженных гибке

128

5. Деформация трубы под действием внутреннего давления жидкости

128

6. Эксплуатационные деформации

изогнутых элементов

трубопро­

145

 

водов

...........................................................................................................

 

трубопроводов

в местах

з а д е л к и

 

 

 

 

7. Деформация

 

 

 

 

147

Ч а с т ь

вт о р а я .

ИСПЫТАНИЯ

ТРУБОПРОВОДОВ

НА

ПРОЧНОСТЬ

Г л а в а

V.

Методические рекомендации

по проведению исследований

 

I

 

 

прочностных и динамических

характеристик

трубопрово­

 

 

 

 

дов

и их

соединений......................................................

 

 

 

 

 

 

177

 

1.

 

Выбор

частоты

испытаний

на

выносливость трубопроводов .

177

2. Выбор базы испытаний

..................................................................

 

 

для получения

 

 

180

 

3.

Количество образцов,

необходимых

достоверных

 

4.

 

данных

по выносливости

трубопроводов...............................

 

 

 

183

 

 

Измерение образцов перед их

установкой на

испытательные

 

 

 

м а ш и н ы ............................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

184

185

5. Замер фактических напряжений в трубопроводах исоединениях

6. Методические

рекомендации

по

проведению испытаний

трубо­

190

 

проводов

под

действием

внутреннего

давления жидкости . .

7. Методические рекомендации

по проведению исследований вынос­

194

 

ливости соединений трубопроводов .

 

 

 

 

соеди­

8.

1Іогрешности

измерений

при

определении выносливости

195

 

нений

и

трубопроводов

..................................................................

 

 

 

 

 

 

 

199

9. Статистическая обработка результатов ' испытаний............

 

 

10.

 

Определение

долговечности

трубопроводов................

и

 

 

203

 

11. Оценка

запаса прочности по результатам летных

 

ресурсных

206

 

испытаний .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г л а в а

 

VI.

Некоторые сведения

об испытательных машинах,

приме­

 

 

 

 

 

няемых для исследования выносливости и динамической

210

 

 

 

 

устойчивости трубопроводов

 

...............................................

 

 

 

 

1.

Назначение испытательных машин

......................................................

 

 

 

 

. . .

210

2. Требования, предъявляемые к испытательным машинам

 

213

Г л а в а

 

VII.

Характеристики выносливости

трубопроводов

и их сое­

 

 

 

 

 

динений

.

 

.

.............................................................216

 

1. Характеристики выносливости трубопроводов в состояниипоставки

216

2.

Характеристики

выносливости деталей .......................

из т р у б

 

 

 

219

 

246

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стр.

3.

Характеристики

выносливости

.

соединений

трубопроводов

по

 

4.

наружному конусу .

.

.................................................. 221

Характеристики

выносливости

 

соединений

трубопроводов

по

226

5.

внутреннему конусу ............................................................................

 

самоуплотняющихся

соединении

Характеристики

выносливости

228

 

трубопроводов с упругими элементами.................................................

 

 

 

6. Характеристики

выносливости бесконусиых (без развальцовки)

231

7.

соединений трубопроводов ................................................................

неразъемных

соединений трубо­

Характеристики

выносливости

231

 

проводов

базы...................................................................................................испытаний

ма характеристики выносливости

раз­

8. Влияние

234

 

личных

типов

соединений

трубопроводов

................................

 

 

9- Влияние

масштабного фактора на характеристики выносливости

235

10.

различных типов соединений трубопроводов ..................................

типов

соединений

Характеристики

выносливости

различных

237

11.

трубопроводов при сложио-напряжеином состоянии . . .

.

Диаграммы предельного

состояния трубопроводов . . .

.

240

12. Характеристики долговечности

и

выносливости гибких

металли­

240

 

ческих трубопроводов .

 

 

 

 

 

 

Л и тер ату р а ...........................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

243

\

Валентин Михайлович Сапожников Герман Семенович Лагосюк

ПРО Ч Н О СТЬ И И СПЫ ТАНИ Я ТРУ БО П РО В О Д О В ГИ ДРОСИ СТЕМ САМ ОЛЕТОВ

 

 

 

И ВЕРТОЛЕТОВ

 

 

 

 

 

Редактор С.

П. Киселев

 

 

 

Техн. редактор £ .

 

 

Корректор

Е. П .

Карнаух

 

П .

Смирнова

 

 

 

Сдано в набор ЗО/ІІІ

Переплет художника

Е . Іі. Волкова

 

Т-15939

1973 г.

 

Подписано к печати 30/Х 1973 г.

Формат бОХЭОѴів

Бумага

№ 2

 

 

Печ. л. 15,5

Уч.-нзд.

л. 15,45

Тираж 3700 экз.

 

 

Заказ

№ 5

 

Цена

88 коп.

Издательство «Машиностроение», 107885 Москва, Б-78, 1 -й Басманный пер., 3.

Московская типография № 8 «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете Совета Министров С ССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, Хохловский пер., 7. Тип. зак. 3562

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ