3. Расчет выпуклых днищ

3.1. Расчетные схемы

3.1.1. На черт. 12 приведены расчетные схемы эллиптических, полусферических и торосферических днищ.

Черт. 12. Выпуклые днища

а - эллиптическое днище; б - полусферическое днище; в - торосферическое днище

Примечание. Чертеж не определяет конструкцию днища и приведен только для указания необходимых расчетных размеров.

3.2. Условия применения расчетных формул

3.2.1. Расчетные формулы применимы при выполнении условий:

• для эллиптических днищ

 ,

• для торосферических днищ

Для торосферических днищ в зависимости от соотношения параметров R, d1, r1 приняты следующие типы днищ:

• тип A: R≈D1, r1 ≥ 0,095 D1;
• тип В: R≈0,9 D1, r1≥ 0,170 D1;
• тип С: R≈0,8 D1, r1 ≥ 0,150 D1.

3.2.2. Расчетные формулы, приведенные в пп. 3.3.2 и 3.4.2, применимы при условии, если расчетные температуры не превышают значений, при которых учитывается ползучесть материалов, т. е. при таких температурах, когда допускаемое напряжение определяют только по пределу текучести или временному сопротивлению (пределу прочности).

Если нет точных данных, то допускается формулы применять при условии, что расчетная температура стенки днища из углеродистой стали не превышает 380 °С, из низколегированной не превышает 420 °С, а из аустенитной не превышает 525 °С.

3.3. Эллиптические и полусферические днища

3.3.1. Эллиптические и полусферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением

3.3.1.1. Толщину стенки s1 следует рассчитывать по формулам

s1 ≥ s_1p + c, (52)

где (53)

3.3.1.2. Допускаемое внутреннее избыточное давление [р] следует рассчитывать по формуле

(54)

3.3.1.3. Радиус кривизны в вершине днища равен:

R=D²/4H,(55)

где R = D - для эллиптических днищ с Н = 0,25 D;

R = 0,5 D - для полусферических днищ с Н = 0,5 D.

3.3.1.4. Если длина цилиндрической отбортованной части днища - для эллиптического днища или - для полусферического днища, то толщина днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной в соответствии с п. 2.3.1 при φр = 1.

3.3.1.5. Для днищ, изготовленных из одной заготовки, коэффициент φ = 1. Для днищ, изготовленных из нескольких заготовок, коэффициент φ следует определять в соответствии с приложением 5.

3.3.2. Эллиптические и полусферические днища, нагруженные наружным, давлением

3.3.2.1. Толщину стенки приближенно определяют по формулам (56), (57) с последующей проверкой по формуле (58)

s1 ≥ s1p + c, (56)

где .(57)

Для предварительного расчета Кэ принимают равным 0,9 для эллиптических днищ и 1,0 - для полусферических днищ.

3.3.2.2. Допускаемое наружное давление [р]п следует рассчитывать по формуле

,(58)

где допускаемое давление [р] из условия прочности

(59)

а допускаемое давление [р]Е из условия устойчивости в пределах упругости

(60)

3.3.2.3. Коэффициент Кэ следует определять в соответствие в черт. 13 или по формуле (61) в зависимости от отношений

D/(s1-s) и H/D,

(61)

где . (62)

Черт. 13. График для определения коэффициента Кэ

3.4. Торосферические днища

3.4.1. Торосферические днища, нагруженные внутренним избыточным давлением

3.4.1.1. Толщину стенки в краевой зоне следует рассчитывать по формулам

s1 ≥ s1p + c, (63)

где .(64)

Для сварных днищ следует дополнительно проверить толщину стенки в центральной зоне по формулам:

s1 ≥ s1p + c,(65)

где  . (66)

3.4.1.2. Допускаемое избыточное давление из условия прочности краевой зоны следует рассчитывать по формуле

. (67)

Для сварных днищ необходимо дополнительно проверить допускаемое избыточное давление из условия прочности центральной зоны по формуле

.(68)

За допускаемое давление принимается меньшее из давлений, определяемых по формулам (67), (68).

В случае сварки днищ из листов различной толщины в формулы (67), (68) следует подставлять соответствующие значения толщин стенок для краевой и центральной зон.

Черт. 14. График для определения коэффициента β1

Черт. 15. График для определения коэффициента β2

3.4.1.3. Коэффициент β1 следует определять в соответствии с черт. 14, а коэффициент β2 - в соответствия с черт. 15 или по формулам:

тип A β2 = max  ;

тип В β2 = max  ;                  (69)

тип С β2 = max  .

3.4.1.4. Для днищ, изготовленных из целой заготовки, коэффициент φ = 1. Для днищ, изготовленных из нескольких частей, коэффициент φ следует определять по табл. 2.

Таблица 2

Эскизы днищ	φ для формул (61), (65)	φ для формул (63), (66)
	Для шва А
	φА	1
	Для шва В
	1	φВ
	При d/D < 0,6
	1	φВ
	При d/D ≥ 0,6
	φА	1

Значения коэффициентов jА и jВ следует определять в соответствии с приложением 5.

3.4.1.5. Если длина цилиндрической отбортованной части днища h1≥ 0,8 , то толщина цилиндрической части днища должна быть не меньше толщины обечайки, рассчитанной в соответствии с п. 2.3.1 при φ = 1.

3.4.2. Торосферические днища, нагруженные наружным давлением

3.4.2.1. Торосферические днища, нагруженные наружным давлением, следует рассчитывать в соответствии с п. 3.3.2 по формулам (58), (59) и (60) при Кэ = 1.

Кроме того, наружное давление не должно превышать допускаемое давление, определяемое по формуле (67).