[spartakchamp]

Добрый день!

Подскажите пожалуйста как правильно рассчитать на устойчивость прямоугольную емкость находящуюся под равномерным внешним давлением при вакуумировании (см. рис.).

Стенка, дно, крышка должны подкрепляться ребрами. Цель определить толщину стенки или шаг ребер в первую очередь.

С прочностью я разобрался более менее - считаю каждую стенку отдельно как защемленную по контуру пластину нагруженную равномерным давлением. Формулы и таблицы для такого расчета есть. А вот с устойчивостью не понятно. Кругом считают только цилиндрические резервуары, а не прямоугольные емкости.

[Cfytrr]

Сообщение от spartakchamp ...считаю каждую стенку отдельно как защемленную по контуру пластину

Может стоит считать как шарнирноопертые?

[spartakchamp]

Ну в литературе вроде пишут в основном как о защемленной пластине. А вот про устойчивость не нашел что-то.

[Fogel]

Считать как защемленую, если нет рамы на порядок прочнее чем стенки, я бы не рискнул. Именно ребро первым и провалится в вашу коробочку, а при расчете как защемленого этого не случится никогда... Да еще и вопрос: учитываются ли продольные силы от воздействия других четырех стенок, если считаете все поотдельности?

[spartakchamp]

Сверху рама и крышка. Снизу приваренное толстое дно. Все это существенно жестче чем стенка.
Продольные силы от других участков стенки по тем формулам, которыми мы пользуемся и которые уже 50 лет применяются не учитываются. Видимо все подбирается коэффициентом запаса. Хотя я в дальнейшем и планирую подумать над методикой расчета.

Мне бы вот про устойчивость подскажите как посмотреть?

Вот как предлагают считать, но это для овальным баков (емкостей), а вот для прямоугольных не понятно.

spartakchamp, может методом конечных элементов по программе посчитать?

[spartakchamp]

Это обязательно. Но это следующий этап. Хотелось бы иметь хоть приближенные формулы, по которым конструктор сможет прикинуть что получается. А уж потом расчетчику все будет отдаваться.

Сообщение от spartakchamp Хотелось бы иметь хоть приближенные формулы, по которым конструктор сможет прикинуть что получается.

тогда нужно подгонять форму бака под рациональную и описанную в литературе

Сообщение от spartakchamp А уж потом расчетчику все будет отдаваться.

Скорее всего, в Вашем случае, проектирование нужно начинать с указаний грамотного расчетчика конструктору, а не наоборот.

[sbi]

Сообщение от spartakchamp А вот про устойчивость не нашел что-то.

Устойчивость -откуда? От сатаны или верблюда?

Сообщение от Cfytrr Может стоит считать как шарнирно опертые

Жесткость считай - будет Май!
Cfytrr -прав.

[spartakchamp]

Сообщение от palexxvlad тогда нужно подгонять форму бака под рациональную и описанную в литературе

Это и есть рациональная форма. Это бак трансформатора - там внутри еще оборудование. Задача подобрать толщину стенки и размеры между ребрами.

Сообщение от sbi Устойчивость -откуда? От сатаны или верблюда?

А разве при внешнем давлении не возникает напряжений сжатия в стенках?

Сообщение от sbi Cfytrr -прав.

А обосновать это как-то?

Сообщение от spartakchamp Это и есть рациональная форма.

Нет. С точки зрения работы, самая рациональная форма - сфера, ну или цилиндр, на худой конец.

Сообщение от spartakchamp Задача подобрать толщину стенки и размеры между ребрами.

Это и ежу понятно

Сообщение от spartakchamp А обосновать это как-то?

так Cfytrr же картинку показал, при чем, правильную

[sbi]

Считал я вакумный бак вручную для Военно-Медицинской Академии (excel) по формулам для шарнирно-опертой пластинки, затем проверка жесткости ребер, проверяли опытом. Но хозяин - ( электрик по специальности решил экономить на металле (нержавейка), а сварщик, как всегда вместо непрерывного шва -точками приварил ребра. Результат - бак вогнулся внутрь. Трупы не пострадали.
PS расчет был верен!

[Cfytrr]

Сообщение от spartakchamp Хотелось бы иметь хоть приближенные формулы, по которым конструктор сможет прикинуть что получается.

Хоть и из другого района, но посмотрите СНиП "Мосты и Трубы" приложение 16 "Расчет по устойчивости полок и стенок элементов подкрепленных ребрами жесткости". Мостовые балки, в силу наличия высокой тонкой стенки, довольно тщательно проверяют на устойчивость отсеков. Ваш случай, отсек не примыкающий к поясам (шарнирно опертый)

[sbi]

Сообщение от spartakchamp А обосновать это как-то?

Пол-века тому назад считали, есть и литература, тогда она была в почёте, вопросов не было...
PS кирпича не хватает - с проблесками на кирпич...(известняк из Германии)

[spartakchamp]

Сообщение от palexxvlad Нет. С точки зрения работы, самая рациональная форма - сфера, ну или цилиндр, на худой конец.

Это смотря работы на что. Если определяющим является давление то да. А это бак трансформатора и здесь внутри есть оборудование и определяющим оказываются форма и габариты и много других факторов. Поэтому форма именно такая и другую не получиться применять.

Сообщение от palexxvlad так Cfytrr же картинку показал, при чем, правильную

А если мы жесткие ребра поставим? Например вот так. И на все стенках.

Сообщение от spartakchamp Поэтому форма именно такая и другую не получиться применять.

Ясно. В книгах затруднительно будет найти формулы и методики расчета таких конструкций.

Сообщение от spartakchamp А если мы жесткие ребра поставим? Например вот так. И на все стенках.

Расчет покажет. "Загоняйте" бак в МКЭ программу и считайте хотя бы в геометрически нелинейной постановке. Попутно проверьте "упругую" устойчивость

[spartakchamp]

Сообщение от palexxvlad "Загоняйте" бак в МКЭ программу и считайте хотя бы в геометрически нелинейной постановке.

Кстати, а чем бы рекомендовали пользоваться для расчета таких конструкций.

Сообщение от spartakchamp Кстати, а чем бы рекомендовали пользоваться для расчета таких конструкций.

ANSYS, NASTRAN, MARC, ABAQUS, ALGOR, и т.п. на худой конец Лира или SCAD. Последние две не дают возможности учесть одновременно большие перемещения и потерю устойчивости.

[sbi]

Сообщение от palexxvlad ANSYS, NASTRAN, MARC, ABAQUS, ALGOR, и т.п. на худой конец Лира или SCAD. Последние две не дают возможности учесть одновременно большие перемещения и потерю устойчивости.

Доехали....

Сообщение от sbi Доехали....

Э-э-э ... это Вы про это

Сообщение от sbi Результат - бак вогнулся внутрь.

[Ильнур]

Сообщение от spartakchamp .... Хотелось бы иметь хоть приближенные формулы, по которым конструктор сможет прикинуть что получается. ...

В книге Вольмира "Устойчивость деформируемых систем" (как-то так) вроде есть вывод формул для сжато-изгибаемых пластин. Может найдете что-то подходящее.
Видимо, для прикидки нужно считать, что каждый отсек (стенки) - пластина, шарнирно опертая по периметру.
Усилия сжатия определить тоже упрощенно - на каждую кромку давит грузовая площадь примыкающей грани.
Для такой конструкции устойчивость означает устойчивость каждой грани (с ребрами) из плоскости грани.

[sbi]

palexxvlad
Это все о рёбрах (жесткости) если они не устойчивы, то о теле (пластинах) и говорить нечего.(костыли нужны).
"Для такой конструкции устойчивость означает устойчивость каждой грани (с ребрами) из плоскости грани" от Ильнур
PS spartakchamp А причем здесь вакуум для трансформатора?
" емкость находящуюся под равномерным внешним давлением при вакуумировании (см. рис.)." от spartakchamp

Сообщение от sbi Это все о рёбрах (жесткости)...

sbi, так самый важный вопрос в их количестве и правильном сборе нагрузки на них. Так?

[sbi]

palexxvlad Совершенно верно. Только не забудь есть кроме вертикальных и горизонтальные ребра.

sbi, так а для чего, Вы думаете, я посоветовал человеку объемную модель бака строить в расчетной программе?

[sbi]

Сообщение от palexxvlad sbi, так а для чего, Вы думаете, я посоветовал человеку объемную модель бака строить в расчетной программе?

Для составения модели, нужна и голова (кроме ребер)

Ну, ничего обратного я не утверждал и даже не имел ввиду.

[Ильнур]

Сообщение от sbi Для составения модели, нужна и голова (кроме ребер)

Однажды я сломал два ребра - голове не очень-то весело было

[Хмурый]

Лихтарников. Расчёт стальных конструкций. Глава Листовые конструкции. Бункера с плоскими стенками. Можно выполнить расчет на нагрузку, приложенную с другой стороны....

[sbi]

Когда-то было так:

[СергейД]

пиши размеры. посчитаю уж. а то разговор долго еще будет ни о чем.

[spartakchamp]

Сообщение от СергейД пиши размеры. посчитаю уж. а то разговор долго еще будет ни о чем.

Да мне нужна именно методика расчета на устойчивость - проекты всегда разные. И размеры всегда разные.

Сообщение от Хмурый Лихтарников. Расчёт стальных конструкций. Глава Листовые конструкции. Бункера с плоскими стенками. Можно выполнить расчет на нагрузку, приложенную с другой стороны....

Я говорю про расчет на устойчивость. Он на устойчивость не считает - только на прочность.

Сообщение от sbi PS spartakchamp А причем здесь вакуум для трансформатора?

Сушка под вакуумом в собственном баке.

Сообщение от sbi Когда-то было так:

Эти формулы мне известны. Только это расчет на прочность. А мне устойчивость надо.

Сообщение от sbi Это все о рёбрах (жесткости) если они не устойчивы, то о теле (пластинах) и говорить нечего.(костыли нужны).

Тогда может подскажете как посчитать на устойчивость ребра если они только вертикальные или только горизонтальные.

[СергейД]

у меня все расчеты всегда параметризованы.
макрос= только размеры подставляй.
но тебе придется учить хоть основы ансис.

устойчивость пластин рассмотрена в книгах Вольмира, тимошенко, трехтомнике ""ПУК""
(найди хоть гуглом)
но там упрощенные граничные условия
не уверен, что ты правильно разберешься (извини, но сужу по вопросам...)

подберешь размеры= сообщи
даже интересно, насколько ты ошибешься по сравнению с МКЭ.

[Хмурый]

пример расчёта бункерной балки на устойчивость у Лихтарникова есть.

[ser2312]

spartakchamp, ответ на ваш вопрос скорее всего здесь:

А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский "Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник". Глава 15.2 Коробчатые обечайки. Стр. 249
Там и формулы и толщины стенок и шаг между ребрами. Для любых случаев.

[spartakchamp]

Сообщение от ser2312 А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский "Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник". Глава 15.2 Коробчатые обечайки. Стр. 249 Там и формулы и толщины стенок и шаг между ребрами. Для любых случаев.

Там про прочность написано. А про устойчивость что-то нету. Кстати они предлагают считать все стенки именно как именно жестко закрепленные по краям.

[sbi]

Сообщение от spartakchamp Там про прочность написано. А про устойчивость что-то нету. Кстати они предлагают считать все стенки именно как именно жестко закрепленные по краям.

Читайте:где К — коэффициент, зависящий от способа закрепления ребра на опорах; при жестком закреплении К == 12; при нежестком закреплении К = 8. А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский "Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник". Глава 15.2 Коробчатые обечайки. Стр.429 .
Это означает, что при выборе толщины стенок при нежестком закреплении толшина стенок д.б увеличена на 1/3.
http://forum.dwg.ru/printthread.php?t=50519&pp=1000
Кроме того, только для Вас, изгиб и сжатие ребер (в данном случае) важнее чем "устойчивость". Что в вкладываете в ЭТО понятие?

[spartakchamp]

На этой же странице написано:
Плоские прямоугольные стенки и их элементы считаются жестко закрепленными по краям при наличии на них фланцев, укрепляющих ребер и других аналогичных деталей, а также при сопряжении стенок под углом при условии, что конструкция и размеры этих деталей удовлетворяют требованиям жесткости согласно расчету.

Я вкладываю в это понятие появление вспучиваний на стенке при внешнем давлении от сжатия при напряжениях, когда предел текучести еще не достигнут.

[sbi]

spartakchamp Дурью не майтесь, читайте сопромат. Ваша "устойчивость"- липа. И не думайте, что пол-века тому назад, не знали, что есть диф. уравнения. МКЭ - был и будет, тогда тогда решали и "ящик" Вам в помощь.(только нужно определить граничные условия).
PS "при наличии на них фланцев, укрепляющих ребер и других аналогичных деталей," доехали.

[nlo740]

А чего типовой не купить, тут китаезы под Волгоградом пачками их делают, на любой типоразмер из нержы.
Если найду ссыль добавлю, а так сам пошукать можешь емкости для воды прямоугольного сечения из нерж.
на 12 кубов порядка 400 сотен стоило.
Заодно и конструктив посмотришь, он секциями разборными делается.


---------------------------------------------------------------------------
Айсберг контора, там у них каталог на 4 мега, скачай посмотри.
http://complex1.ru/

http://complex1.ru/index.php?option=...&id=5&Itemid=7 - типовое решение.

[spartakchamp]

Сообщение от nlo740 А чего типовой не купить,

Типовой не выйдет - это не просто емкость - она обвешивается вся различным оборудованием, которое надо к ней привязать. Но за ссылку спасибо большое. Я чего-то вообшще не думал в этом направлении.

Сообщение от sbi spartakchamp Дурью не майтесь, читайте сопромат. Ваша "устойчивость"- липа. И не думайте, что пол-века тому назад, не знали, что есть диф. уравнения. МКЭ - был и будет, тогда тогда решали и "ящик" Вам в помощь.(только нужно определить граничные условия).

Как-то все к "ящику" к этому привязались, а понимание уже уходит. И так много где. Интересно, "Восток" или Т-35 тоже с ящиком считали?

Сообщение от sbi PS "при наличии на них фланцев, укрепляющих ребер и других аналогичных деталей," доехали.

Куда доехали? Естесвенно что на стенках будут ребра. Задача правильно определить их количество.

[ser2312]

spartakchamp, мне кажется вы отвергаете очевидную и зарекомендовавшую себя в течение многих десятилетий методику.
"Расчет коробчатых обечаек, работающих под внутренним или наружным давлением", приведенный в Лащинском-Толчинском - как раз ваш случай, "разжеванный" донельзя))

Вы вероятно зря зацепились за какую-то "устойчивость".

Стенки вашей емкости под действием внутреннего или наружного давления - будут стремиться вогнуться внутрь, или выгнуться наружу. Ребра, установленные с определенным шагом, по методике, описанной в приведенной книге, позволяют усилить стенки емкости.

Вам вероятно просто следует расчитать вашу емкость в полном соответствии с предлагаемой методикой. В результате вы получите толщину стенки ёмкости, толщину, шаг и количество ребер жесткости, а также их размещение.
В результате вы можете быть на все 100% быть уверены, что при действии ваших нагрузок с вашей емкостью ничего не случится.

Мне приходилось считать такие емкости, как ваша. Считали правда от внутреннего давления всегда. Считали по предлагаемой методике.
Ничего не рухнуло и не взорвалось. Всё работает.
Зачем выдумывать велосипед?

[spartakchamp]

Ну если работает - то это действительно важный критерий. Меня в этой книги смущает два момента: 1. Расчет перекрестных ребер, без учета того что в местах пересечения ребер действуют сосредоточенные силы (реакции опор). 2. Рекомендации по форме ребер жесткости, когда уголок приваривается к стенке полкой типа так: __L__, а очевидно что надо так: __Г__. Пока нет под рукой книги - позднее сориентирую.

[alex_n_v]

Здравствуйте, прошу прощенья, что влезаю со своим вопросом в чужую тему...У меня есть чертежи прямоугольного резервуара (общие виды см. во вложении). Габариты 9мх2,5мх2,5м (ДхШхВ).Два отсека, 6 м и 3 м соответственно. Лист обшивки 2,5 мм. Рёбра жёсткости труба профильная 50х50х3,0. Шаг вертикальных рёбер (в продольном направлении) 445 мм (по осям труб). Всё чёрная сталь с последующем покрытием судовой краской.
1.Почитал ваши посты, увидел книгу Лащинского-Толчинского, провёл расчёты по их методике... Вроде методика логичная и правильная...Но получилось, что резервуар не выдержит давления (заполнение водой до 2,3 м), погнёт вертикальные рёбра...
Если сохранять профильную трубу, то нужна 70х70х5,0 мм с тем же шагом.
2. Сходил по ссылке http://complex1.ru/, посмотрел их каталог, там указано , что толщина стенок их резервуаров (прямоугольных) 1,5-3,0 мм. Судя по фото сданных проектов, рёбра, зачастую у них только вертикальные из уголка.Визуально он тоже похож на 50х50 мм. Да и шаг, вроде, побольше... Но судя по-всему он выдерживает нагрузки. И двутавров 20-х, как в примере в книге, нигде не видно...Как так?
Вот, например, резервуар, аналогичный моему по-объёму http://complex1.ru/index.php?option=...d=43&Itemid=19.

Вот сижу и думаю, действительно ли мой резервуар полная ахинея, прошу поделиться опытом.
P.S. Жаль поздно увидел книгу...

[Vavan Metallist]

Столкнулся и я с вопросом. Прямоугольный резервуар. 80 кубов. Снизу тоже висит на балках. При высоте водяного столба 3.7м чтоб удержать нагрузку нужно балки из 20-го двутавра с шагом около 0.5м (пролет около 4.3м). Что то похожее получается и для стенки, снизу, на 1/3 высоты где равнодействующая гидростатического давления тоже ребра из такого же двутавра с шагом чуть больше 0.5м. Нашел в нете резервуары, гораздо больше моих, в которых как и пишет alex_n_v странные довольно с виду хлипинькие ребра, только вертикальные... Правда непонятно какой толщины стенка. У меня же получается какая-то неимоверно мощная корзина из 20-ых двутавров. Кто-нть секретик знает?
И вопрос: какие ограничения для горизонтальных перемещений стенок такого прямоугольного резервуара?
ЗЫ: Оказалось вертикальные ребра намного эффективнее горизонтальных...

[Ильнур]

Сообщение от Vavan Metallist ... Оказалось вертикальные ребра намного эффективнее горизонтальных...

Максимально эффективной будет система из сот (и верт. и гор. ребра) - стены нужно рассматривать как плиты, опертые по всем (или трем) сторонам.
Перемещения вряд ли нормируются, скорее это - технологический параметр. Прочность обеспечена, и ладно.
Если бы это был резервуар для ртути в флоат-процессе, то наверно к колебаниям объема какие-то требования были бы.

[Vavan Metallist]

Ок, Ильнур, спасибо.

[spartakchamp]

Сообщение от Vavan Metallist ЗЫ: Оказалось вертикальные ребра намного эффективнее горизонтальных...

В первую очередь будут эффективны более короткие ребра. Ведь могут быть емкости у которых высота больше длины и ширины. Там горизонтальные ребра будут лучше.

Сообщение от Ильнур Максимально эффективной будет система из сот (и верт. и гор. ребра)

Возможно. Хотя надо считать. Как мне кажется самый адекватные расчет у судостроителей (расчет плоских перекрытий). Но знаний у меня не хватает, чтобы это оценить.

И важно то, если говорим об эффективности, то надо говорить о критерии этой эффективности. Здесь имеется ввиду минимальная масса масса конструкции при обеспечении прочности и жесткости?