Главная > Разное > Изгибания поверхностей и устойчивость оболочек
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

4. Экспериментальное определение нижней критической нагрузки для цилиндрической оболочки при осевом сжатии

Полученная в п. 3 формула для нижней критической нагрузки была подвергнута экспериментальной проверке [1]. Экспериментальное определение критических нагрузок при осевом сжатии цилиндрической оболочки производилось на установке, которая схематически изображена на рис. 21. Основным элементом установки являются два строго параллельных диска 1, которые при затягивании гайки 2, выполненной в виде штурвала, сближаются и сжимают испытываемую оболочку 3.

Нижний диск имеет втулку, в которую проходит стержень верхнего диска. Оба диска после сочленения втулки

и стержня по скользящей посадке обработаны с одной установки, чем и достигнута строгая параллельность их друг другу.

Испытуемые оболочки радиусом длиной получались из меди напылением в вакууме на геометрически совершенную полированную цилиндрическую поверхность. Края оболочки обрезались на специальной оправке также с одной установки станка.

Для того чтобы обеспечить полную равномерность распределения сжимающего усилия по краю оболочки, между опорными дисками 1—1 и торцами оболочки поставлена тонкая эластичная прокладка 4. Края оболочки центрировались на конических шайбах 8.

Рис. 21

Сжимающее усилие регистрировалось с помощью тензометрических датчиков, установленных на кольце 5, через которое передавалось усилие от винта 6 на стержень верхнего опорного диска 1. Тензометрические датчики тарировались на величину сжимающего усилия с помощью съемного груза 7.

Эксперимент проводился следующим образом. Испытуемый образец устанавливался между опорными дисками 1—1. С помощью съемного груза 7 тарировались показания тензометрических датчиков на величину сжимающего усилия. Затем вращением штурвала 2 оболочка сжималась. Сжимающее усилие регистрировалось показанием гальванометра, подключенного к тензометрическим датчикам. Когда сжимающее усилие достигало верхнего критического значения оболочка теряла устойчивость с образованием системы правильно расположенных вмятин на ее поверхности (рис. 22).

В результате потери устойчивости воспринимаемая оболочкой нагрузка снижалась и продолжала снижаться при дальнейшем сближении опорных дисков. В конце концов она достигала минимального значения (нижнее критическое значение).

Испытанию подвергались цилиндрические оболочки радиусом высотой с различной толщиной от 0,03 до На рис. 23 представлены графики теоретической зависимости величин и от толщины оболочки:

Модуль упругости для меди принят равным (Это среднее значение модуля упругости для медных образцов, получаемых напылением в вакууме.) Отдельные точки, обозначенные кружками, дают экспериментальное значение величины Как видно, эти значения близки к теоретическим. Следует, однако, заметить, что близость экспериментального значения к теоретическому была получена только после тщательной отладки установки и подготовки образцов, обеспечивающих равномерность распределения сжимающего усилия по краю оболочки.

Рис. 22

Рис. 23

Экспериментальное исследование величины верхнего критического усилия дает основание утверждать, что в реальной конструкции теоретическое значение практически никогда не достигается и на это значение критического усилия нельзя ориентироваться при расчете оболочек на устойчивость.

Экспериментальные значения нижнего критического значения на рис. 23 отмечены крестиками. Нижнее критическое значение отличалось значительной стабильностью. Его экспериментальное значение было близко к теоретическому во всех случаях, в том числе и тогда, когда верхнее критическое значение было гораздо ниже

теоретического. Кроме того, значение практически не изменялось при повторных испытаниях, чего нельзя сказать о верхнем критическом значении.

Сопоставление экспериментального значения с его теоретическим значением дает основание рекомендовать в качестве расчетного значения для критической нагрузки сжатой цилиндрической оболочки полученную выше формулу:

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление