существует ли какая-либо простая формула (возможно, полуэмпирическая или аппроксимативно полученная модель) для потери устойчивости трубы под действием осевой сжимающей нагрузки с учетом ее поперечного сечения и толщины стенки? (и естественный модуль упругости и длина также повлияют на это).
Я имею в виду - безусловно, есть компромисс между:
В случае, если вы хотите сохранить вес (площадь поперечного сечения) как можно более низким (скажем, постоянным) и достичь максимальной прочности на изгиб трубы при осевом сжатии - до какой степени было бы лучше увеличить диаметр (момент инерции ) и, таким образом, уменьшать толщину стенки до тех пор, пока не начнут преобладать проблемы с местным выпучиванием.
Я ожидаю, что в практическом проектировании конструкций это должно быть очень распространенной проблемой, и должно быть какое-то хорошо разработанное решение из поваренной книги.
Я нашел много глубоких теоретических работ, в которых обсуждались различные формы локального выпучивания из первых принципов и эмпирически, но я не нашел простого рецепта Ready-to-wear, какими параметрами должен обладать идеальный тонкостенный трубчатый пиляр.
Формула перехода к конструкции сосудов высокого давления — это полуэмпирическая формула NASA SP-8007 . На страницах 7 и 10 представлена большая часть аннотаций, используемых в остальной части документа, на странице 14 есть уравнение для изотропных цилиндров. Лично я в основном использовал формулы композитов сзади.
Длинное объяснение заключается в том, что из-за плохих экспериментальных результатов цилиндр будет изгибаться примерно на 30% от предсказанного значения даже при использовании самых консервативных формул. Первопричина? Отклонения от теоретического цилиндра к реальному цилиндру. Они называются «несовершенствами» из-за отклонений толщины цилиндра, тонких и толстых пятен и т. Д. Руководство НАСА учитывает это и предоставляет для всех методов потери устойчивости с эмпирически определенным коэффициентом разрушения гамма для каждого из способы потери устойчивости в тексте. Остальное — «поваренная книга».
Новое исследование пытается улучшить фактор нокдауна с помощью всевозможных сумасшедших теорий из-за несовершенства, но все еще остается SP 8007.
Прокоп Хапала