Цель исследования. В статье рассматривается применение различных методов расчёта напряжённо-деформированного состояния сварного корпуса гидроамортизатора. Целью исследования является уста-новление оптимальных методов расчёта напряжённо-деформированного состояния сварных конструкций, работающих под давлением, обеспечивающих возможность рационального проектирования изделий при минимальном расходе материала с заданным коэффициентом запаса прочности.
Методы. В настоящее время нет достоверных методов расчёта, отражающих действительную работу сварных конструкций под избыточным давлением.
Расчёт на прочность сварных конструкций методом сопротивления материалов, особенно для конст-рукций, работающих под избыточным давлением, предусматривает ряд допущений:1 гипотеза плоских сечений; 2 гипотеза одноосных собственных напряжений; 3 гипотеза линейных источников нагрева и предельного теплового состояния; 4 ограничения в отношении свойств металлов; 5 условная зависи-мость предела текучести от температуры.
Для анализа напряжений и деформаций в сварных швах в последнее время стало возможным использовать средства вычислительной техники, например программу Solid Works (приложение Solid Works Simulation), программу UGS NX (приложение NX Nastran), программу КОМПАС-3D (приложение APM FEM).
Результаты. Расчёт методом сопротивления материалов по ГОСТу 14249-89 отличается от результа-тов расчёта методами конечных элементов. При увеличении давления внутри корпуса гидроаморти-затора наблюдается увеличение разности напряжений в расчётах методами конечных элементов и методом сопротивления материалов. При внутреннем давлении более 11 МПа разница достигает почти 50%. Этот факт необходимо учитывать при проектировании подобных конструкций.
Purpose of research. The article describes application of various calculation methods of intense deformed condition of welded shell of hydraulic shock-absorbe. The purpose of the study is to find optimum calculation methods of the intense deformed state of welded structures working under pressure, providing a possibility of structure rational design at minimum material expenses with the given durability safety factor.
Methods. There are no reliable calculation methods reflecting operations of welded structures under excessive pressure. Calculation on durability of welded structures by resistance method has a number of assumptions especially for the constructions operating under excessive pressure. The assumptions are 1. hypothesis of flat sections; 2. hypothesis of monoaxial tension; 3. hypothesis of linear heating sources and limit thermal state; 4. restrictions on metal properties; 5. conditional dependence of fluidity limit on temperature. It is possible to use SolidWorks (SolidWorksSimulation application) for stress and deformation analysis in weld joints, the UGSNX program (NXNastran application), the KOMPAS-3D program (APMFEM application).
Results. Calculations by material resistance method in accordance with State Standard 14249-89 differ from calculation results in finite element methods. There is tension increase difference in calculations by finite element methods and by resistance materials method at pressure increase in the shell of hydraulic shock-absorber. The difference is nearly 50% with an internal pressure more than 11 MPas. This fact has to be considered at design of similar structures.
Conclusion. The use of various calculation methods of intense - deformation state of welded shell allows to design a product at minimum material expenses with the set durability safety factor [
The authors declare that there are no conflicts of interest present.