WYTRZYMAŁOŚ CIOWE BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH*) STANISŁAW OCHELSKI, ZBIGNIEW ORŁOŚ, MANFRED SZOPA, 1. Wstę p

Podobne dokumenty
BADANIA ELASTOOPTYCZNE MIESZKÓW KOMPENSACYJNYCH Z PIERŚ CIENIAMI WZMACNIAJĄ CYMI. 1. Wstę p

MODELOWE BADANIA KONCENTRACJI NAPRĘ Ż EŃ W WĘ ZŁACH USTROJÓW NOŚ NYCH METODĄ POKRYĆ OPTYCZNIE CZYNNYCH 1

WYZNACZANIE NAPRĘ ŻŃ ENA PODSTAWIE POMIARÓW TYLKO JEDNEJ SKŁ ADOWEJ ODKSZTAŁ CENIA

ANALIZA WYTRZYMAŁOŚ CIOWA PIONOWEJ PRZEPŁYWOWEJ WYTWORNICY PARY ELEKTROWNI JĄ DROWYCH MICHAŁ N I E Z G O D Z I Ń S K I, WACŁAW ZWOLIŃ SKI (ŁÓDŹ)

MAREK Ś LIWOWSKI I KAROL TURSKI (WARSZAWA)

I Pracownia fizyczna ćwiczenie nr 16 (elektrycznoś ć)

ĆWICZENIE 1 STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA METALI - UPROSZCZONA. 1. Protokół próby rozciągania Rodzaj badanego materiału. 1.2.

FOTOSPRĘ Ż YSTE BADANIA PRZEKROJU POPRZECZNEGO ZAPORY FILAROWEJ ROMAN STEFAN DOROSZKIEWICZ (WARSZAWA) 1. Uwagi wstę pne

REGULAMIN PRZEPROWADZANIA OCEN OKRESOWYCH PRACOWNIKÓW NIEBĘDĄCYCH NAUCZYCIELAMI AKADEMICKIMI SZKOŁY GŁÓWNEJ HANDLOWEJ W WARSZAWIE

Scenariusz lekcji. Wojciech Dindorf Elżbieta Krawczyk

BADANIA WŁASNOŚ CI REOLOGICZNYCH MATERIAŁU MODELOWEGO WYKONANEGO W OPARCIU O Ż YWICĘ EPOKSYDOWĄ «EPIDIAN 2»*)

11.1. Zale no ć pr dko ci propagacji fali ultrad wi kowej od czasu starzenia

ANALIZA NIESTACJONARNYCH ODKSZTAŁCEŃ I NAPRĘ Ż EŃ TERMOSPRĘ Ż YSTYCH W WALE Z ODSĄ DZAN IEM

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

POWŁOKI PROSTOKREŚ LNE OPARTE NA OKRĘ GU PRACUJĄ CE W STANIE ZGIĘ CIOWYM STANISŁAW BIELAK, ANDRZEJ DUDA. 1. Wstę p

POMIAR I REJESTRACJA WIDMA OBCIĄ Ż EŃ SKRZYDEŁ SZYBOWCÓW LAMINATOWYCH METODĄ TENSOMETRYCZNĄ. 1. Idea pomiaru

WSPÓŁCZESNE METODY BADAŃ DOŚ WIADCZALNYCH W MECHANICE CIAŁA STAŁEGO

1.3 Budowa. Najwa niejsze cz ci sk adowe elektrozaworu to:

12. Wyznaczenie relacji diagnostycznej oceny stanu wytrzymało ci badanych materiałów kompozytowych

DOPEŁNIENIE METODY MORY METODĄ WARSTWY OPTYCZNIE CZYNNEJ

WPŁYW PODATN OŚ CI PIERŚ CIENI WZMACNIAJĄ CYCH N A PRACĘ KOMPENSATORÓW MIESZKOWYCH 1 * CYPRIAN KOMORZYCKI (LUBLIN), JACEK STUPNICKI

STATECZNOŚĆ EULEROWSKA PRĘ TÓW PRZEKŁADKOWYCH Z RDZEN IEM O ZMIENNEJ CHARAKTERYSTYCE. 1. Wstę p

INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Bielsko-Biała, dn r. Numer zapytania: R WAWRZASZEK ISS Sp. z o.o. ul. Leszczyńska Bielsko-Biała ZAPYTANIE OFERTOWE

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

HiTiN Sp. z o. o. Przekaźnik kontroli temperatury RTT 4/2 DTR Katowice, ul. Szopienicka 62 C tel/fax.: + 48 (32)

2. Na KARCIE OCENY w oznaczonym miejscu przyklej naklejk

ci trwałej modułu steruj cego robota. Po wł niami i programami. W czasie działania wykorzystywane w czasie działania programu: wy robota (poło

powinna wynosi nie mniej ni dwie rednice nagrzewnicy.

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

Ę Ź ś ś ść ś ść ś ś ś ś Ż ż Ś ś Ę Ś ś śś Ł

OŚWIETLENIE PRZESZKLONEJ KLATKI SCHODOWEJ

EKSPERYMENTALNY SPOSÓB WYZNACZANIA WSPÓŁCZYNNIKA RESTYTUCJI PRACUJĄ CEJ MASZYNY WIBROUDERZENIOWEJ MICHAŁ TALL (GDAŃ. 1. Wstę p

DOŚ WIADCZALNE BADANIE POWIERZCHNI PLASTYCZNOŚ CI WSTĘ PNIE ODKSZTAŁ CONEGO MOSIĄ DZU J. MIASTKOWSKI, W. SZCZEPIŃ SKI (WARSZAWA) 1.

O MOŻ LIWOŚ I CROZSZERZENIA METODYKI BADAŃ POWIERZCHNI PĘ KNIĘ Ć ZMĘ CZENIOWYCH*)

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

Ł Ł ć

ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ PEŁZANIA MECHANICZNEGO I OPTYCZNEGO MATERIAŁU MODELOWEGO SYNTEZOWANEGO Z KRAJOWEJ Ż YWICY EPOKSYDOWEJ

METODYKA STATYCZNYCH BADAŃ DOŚ WIADCZALNYCH PLASTYCZNEGO PŁYNIĘ CIA METALI. 1. Wprowadzenie

NACZYNIE WZBIORCZE INSTRUKCJA OBSŁUGI INSTRUKCJA INSTALOWANIA

Regulator różnicy ciśnień AFP / VFG 2 (VFG 21)

ć ć Ę ż Ą ż ż Ź ć Ę Ą ż Ą ć ż ć ć ż ż ć Ę ż ż ć ż ć

PŁYNIĘ CIE KOŁNIERZA PRZY KSZTAŁTOWANIU WYTŁOCZKI Z NIEJEDNORODNEJ BLACHY ANIZOTROPOWEJ. 1. Wstę p

EGZAMIN POTWIERDZAJ CY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2014 CZ PRAKTYCZNA


Przekaźniki czasowe H/44. Przekaźniki czasowe. Przekaźnik czasowy opóźnienie załączania EN 61810

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

α k = σ max /σ nom (1)

Laboratorium Wytrzymałości Materiałów

ć Ż ż ć ż ć Ż ć ć ć ć Ż źń ż ć ć Ż ż Ż Ę ć ź Ż

ć ź Ą Ł ć

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

ANALIZA ROZKŁADU NAPRĘ Ż EŃ W SPOINIE KLEJOWEJ POŁĄ CZENIA ZAKŁADKOWEGO W ZAKRESIE ODKSZTAŁCEŃ PLASTYCZNYCH

Uzdatniacz wody. Instrukcja obsługi , ,

ZAWÓR ROZDZIELAJĄCY Z WIELOFUNKCYJNYM. sterowaniem elektropneumatycznym ISO 5599/01 Wielkość 2 2,5 W. Złącze ISO W

Ł Ę ó Ę Ł Ó Ś Ź Ł ó ó Ń Ł Ę Ł

...^Ł7... listopada r.

Metrologia cieplna i przepływowa

ć ć ż ć ź ż ż ź ź ŚĆ Ź ź ć Ź ź ź ź ź Ś Ą Ć Ć ć Ź ź

Ń Ń Ń

Ę Ę Ó ć ź Ż Ż Ą Ł Ę ć Ę Ą ź ć ź ć Ę

R. S. DOROSZKIEWICZ, J. LIETZ (WARSZAWA)

BADANIE WPŁYWU ODKSZTAŁCENIA PLASTYCZNEGO NA ZACHOWANIE SIĘ METALU PRZY RÓŻ NYCH DROGACH WTÓRNEGO OBCIĄ Ż ENI A. 1. Wprowadzenie

D wysokościowych

ć Ę ć Ę ć Ę ż ź ż Ą ć Ą ż Ę Ę ć ż ź ż Ę ż ż Ą ż

TEORETYCZNA ANALIZA PROCESU WYCISKANIA RURY JERZY BIAŁKIEWICZ (KRAKÓW) 1. Wstę p

ź ź

LABORATORIUM WYSOKICH NAPIĘĆ INSTYTUTU ENERGETYKI

UCHWAŁA N r XX X/306 l 2ot3. Rady Miejskiej w Brzozowie. z dnia 25 kwietnia 2OI3 r. Rada Miejska w Brzozowie. uchwala, co nastę puje: Rozdział l

SPECYFIKACJA TECHNICZNA 2. PRACE GEODEZYJNE

D ODTWORZENIE TRASY I PUNKTÓW WYSOKOŚCIOWYCH

Ą Ó Ś ź Ś

Ł ż

ć ż ż ć Ą ż ż Ł ć Ż ż Ż Ż Ż Ż

Badanie bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDCM)

ć

Ą Ź ć ć Ó Ó Ć Ć Ś

ź Ą Ę Ę ć Ł ć ć ć ć ć ć ć

Ś Ż Ó Ś ż Ó ć ź ż ż Ą

ć ć Ł ć Ź ć Ł ź ć Ś ć ć Ż Ł Ż ć ż ć

Ó Ł Ę ź ź ź ć Ó ć

ć ć ź ć ć ć Ść ć ź ź ź ć ź Ą ź

ć Ś Ś Ść

Ą Ł ć Ę ć Ę ć

ż ż ż ż Ź ż Ą ż ż ż Ś

ź Ś Ó Ó Ż

Ć ć ć Ś ć

ż ć

C e l e m c z ę ś c i d y s k u s y j n e j j e s t u ś w i a d o m i e n i e s o b i e, w o p a r c i u o r o z w a ż a n i a P i s m a Ś w.

ć ć Ą ć Ęć Ó Ą ź ć ć ć ć ź ź Ą ć Ę ć ź ć ć ć ź ć ź ć ć ć Ś Ź ź

Ł ż Ó Ó ć Ó Ć

Ś

Ł Ó Ó Ó Ł Ó Ó Ł Ł Ó Ą Ć Ó Ą ć Ó ć ć

Ź ć Ż ć ć Ó

ć Ę ż Ł ź ż ź Ś Ś ź ć Ć ż Ś ż Ś

EGZAMIN POTWIERDZAJ CY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 201 CZ PRAKTYCZNA

ć ć ć ć ć Ł

Transkrypt:

MECHANIKA TEORETYCZNA I STOSOWANA 3, 13 (1975) WYTRZYMAŁOŚ CIOWE BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH*) STANISŁAW OCHELSKI, ZBIGNIEW ORŁOŚ, MANFRED SZOPA, KAZIMIERZ TOMASZEWSKI (WARSZAWA) 1. Wstę p Problem racjonalnego kształtowania wytrzymałoś ciowego naczyń ciś nieniowych jest przedmiotem coraz intensywniej rozwijanych prac badawczych teoretycznych i doś wiadczalnych. Badania te wią żą się w szczególnoś ci z budową duż ych kotłów energetycznych, w których stosowane są elementy wysokociś nieniowe (walczak, komory, fury), spełniają ce szczególnie odpowiedzialne zadanie. Doprowadzenie i odprowadzenie noś nika energii cieplnej wymaga wykonania licznych otworów w naczyniach ciś nieniowych. Niektóre z tych otworów są wzmacniane króć cami. Okresowe przeglą dy wielu kotłów ujawniły mię dzy innymi pę knię cia wystę pują ce w obszarach połą czeń pł aszcza walczaka z króć cami centralnych rur opadowych. Pę knię ci a te spowodował y dł ugotrwałe postoje bloków energetycznych i kosztowne naprawy walczaków. Spoś ród róż nych moż liwośi c oceny wytrzymałoś ci połą czeń króć cowych na uwagę zasł ugują metody badań modelowych prowadzonych przy wykorzystaniu doś wiadczalnej analizy naprę ż eń (tensometria, elastooptyka). Cennym uzupeł nieniem wymienionych sposobów może być również metoda badań niszczą cych modeli zbiorników ciś nieniowych. Wykonany z okreś lonego tworzywa model badanego obiektu poddaje się wzrastają cym obcią ż eniom aż do jego zniszczenia. W przypadku badań róż nych rozwią zań konstrukcyjnych naczynia ciś nieniowego moż na wytypować kształt najpoprawniejszy pod wzglę dem wytrzymałoś ciowym. Badania w omawianej dziedzinie uzasadniają zdaniem autorów wybór okreś lonej wersji kształ tu rozpatrywanego wę zła konstrukcyjnego. 2. Zakres badań Program prac zwią zanych z oceną wytrzymałoś ci zbiorników ciś nieniowych metodą modelową obejmował badania: materiałowe, elastooptyczne, tensometryczne, niszczą ce. W dalszym cią gu omówiona zostanie zwię zła charakterystyka wymienionych kierunków badań wraz z przedstawieniem niektórych uzyskanych wyników. *) Praca została wyróż niona na Ogólnopolskim Konkursie na prace doś wiadczalne z mechaniki technicznej, organizowanym przez Oddział PTMTS w Czę stochowie w 1974 r.

458 ST. OCHELSKI, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI 3. Badania materiałowe Do wykonywania modeli połą czeń króć ców z pł aszczem walczaka uż ywano krajową ż ywicę epoksydową Epidian 5 (100 cz. w.) z plastyfikatorem ftalanem dwu- n- butylowym (20 cz. w.) utwardzoną trójetyloczteroaminą Z-l (10 cz. w.) oraz ż ywicę epoksydową firmy szwajcarskiej CIBA- GEIGY LY554 (100 cz.w.) z utwardzaczem HY554 (15 cz.w.). Dla materiałów tych okreś lono charakterystyki mechaniczne i optyczne w temperaturze pokojowej, zaś dla ż ywcy LY554 również i w temperaturze zamraż ania. Wyniki zestawiono w tablicy 1. Tablica 1 Wielkość Epidian 5 (100 cz.w.) Ftalan dwu- / i- butylowy (20 cz.w.) Utwardzacz Z-l (10 cz.w.) LY554 (100 cz.w.) HY554 (15 cz.w.) temperatura 20 u C temp. 20 C temp. zamraż. 85 C Moduł sprę ż ystośi cpodłuż- nej E[kG/ cm 2 ] 28 500 29 000 105 Współczynnik Poissona V 0,36 0,36 ~0,50 Elastooptyczna naprę ż -e niowa stała materiałowa kg r\ 1 Lcrn- j- rz-. izj 12 (dla t = l li) 15 (dla tfsd) 0,30 Prowadzono ponadto badania reologiczne dotyczą ce wł asnoś ci mechanicznych i optycznych wymienionych materiałów modelowych. 4. Badania clastooptycznc metodą zamraż ania Modele z ż ywic epoksydowych wykonywano metodą odlewania w formach z kauczuku silikonowego RTV130 utwardzanego katalizatorem C. Do odtworzenia kształtu modeli w formach wykorzystywano metalowe modele wzorcowe o duż ej dokł adnoś ci wykonania [1]. Forma czę ś i c ś rodkowej z króć cami był a dzielona zewnę trznie i wewnę trznie. Dla usztywnienia czę śi c zewnę trznej zastosowano zbrojenie prę tami metalowymi, ułoż onymi równolegle do osi modelu. Dodatkowym usztywnieniem czę ś i c zewnę trznych formy były powł oki gipsowe. Formy modeli dennic składał y się z jednolitej czę ś c i zewnę trznej, podstawy oraz niedzielonego rdzenia.

BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH 459 Przedmiotem badań był y niektóre typy poł ą czeń króć cowych. N a rys. 1 pokazano przykł adowo kształ t i rozmiary modelu walczaka z dwoma króć cami nieprzytykanymi. Czę ś i cformy pł aszcza walczaka z króć cami przedstawiono na rys. 2, a widok całej formy Rys. 1. Kształ t i rozmiary modelu Rys. 2. Gumowe czę śi cformy płaszcza walczaka z króć cami na rys. 3. Metalowe modele wzorcowe i odpowiednie odlewy z ż ywicy epoksydowej pokazano na rys. 4. Na rys. 5 przedstawiono cały model walczaka wraz z wymiennikiem ciepła i układem rurek, które służą do realizowania obcią ż eni a we wnę trzu walczaka. Na modelu naklejono kilkanaś cie termoelementów dla rejestracji temperatur w procesie zamraż ania.

Rys. 3. Forma płaszcza walczaka z króć cami Rys. 4. Modele metalowe wzorcowe i czę ś ic modeli z ż ywicy epoksydowej Rys. 5. Model walczaka z rurami wymiennika ciepła i układu obcią ż ają ceg o Rys. 6. Schemat stanowiska do zamraż ania modeli walczaków [460]

BADAWA MODELI ZBrORNIKÓW CfŚ NIENIOWYCH 461 Stanowisko do zamraż ania efektów optycznych (patrz rys. 6) obejmuje: 1. komorę cieplną typu KC- 100, 2. pojemnik z gliceryną, 3. model zamraż any, 4 i 5. silnik elektryczny i pompę do wywołania krą ż eni a czynnika grzewczego w wymienniku ciepła we wnę trzu modelu, 6 i 7. ukł ad rurek obiegu cieczy i obcią ż eni a hydrostatycznego, 8. zbiornik układu ciś nienia hydrostatycznego, 9. zawór odpowietrzają cy modelu. Rys. 7. Stanowisko do zamraż ania efektów optycznych Ponadto stanowisko (rys. 7) posiada: regulator programują cy i sterują cy zmiany temperatury grzejników^komory KC- 100, skrzynkę rozdzielczą połą czoną z woltomierzem cyfrowym dla rejestracji temperatur w punktach naklejenia termoelementów. Zamraż anie modelu przeprowadzono według nastę pują cego programu: J wzrost od temperatury otoczenia*_(20 C) do temperatury zamraż ania'85 C wynosi 4deg/ h, przetrzymanie w temperaturze zamraż ania przez 4 h, spadek od temperatury zamraż ania do temperatury pokojowej 2 deg/ h, ciś nienie hydrostatyczne w walczaku j> = 0,12 kg/ cm 2. Równolegle z modelem walczaka zamroż ono obcią ż one próbki wzorcują ce w celu okreś lenia naprę ż eniowe j elastooptycznej stałej materiałowej K a i moduł u sprę ż ystośi c podłuż nej E w temperaturze zamraż ania. Rysunki 8, 9 i 10 pokazują obrazy zamroż onych izochrom przy prześ wietlaniu ś wiatłem sodowym kołowo spolaryzowanym. Obrazy te służą do oceny naprę ż eń błonowych w modelu. Dla okreś lenia naprę ż eń w obszarze połą czenia króć cowego wydzielono z modelu pł ytki i podpłytki. Z każ dego badanego połą czenia wycię to dwie płytki cienkie (~ 3 mm) w gł ównych pł aszczyznach wzdł uż nej i obwodowej walczaka. Analogiczne dwie pł ytki

462 ST. OCHELSKI, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI Rys. 8. Izochromy całkowite w walczaku z króćcem 0 64/ 0 50 przy prześ wietlaniu wzdłuż osi króć ca Rys. 9. Izochromy całkowite w walczaku z króćcem 0 44/ 0 30 przy prześ wietlaniu wzdłuż osi króć ca Rys. 10. Izochromy całkowite w króć cu 0 64/ 0 50 przy prześ wietlaniu wzdłuż osi walczaka grubsze (~ 5 mm) posłuż yły do pocię cia na podpł ytki. Przykład podziału pł ytek napodpłytki w płaszczyź nie wzdłuż nej pokazano na rys. 11. Pomiary rzę dów izochrom w płytkach i pod płytkach prowadzono przy uż yciu mikropolaryskopu własnej konstrukcji o powię kszeniu pola widzenia 10 x, 15 x i 30 x. Obrazy izochrom w płytkach pokazano na rys. 12 i 13. Na zewnę trznej powierzchni modelu walczaka naprę ż eni a a z 0) o* = K am m, obliczono z zależ nośic natomiast na wewnę trznej powierzchni naprę ż eni a a w wyznaczono z zależ nośic (2) ó» = K 9m m- p.

<t>64- Gruboś ćpodptytek 2 mm Rys. 11. Podział płytki z głównej płaszczyzny podłuż nej walczaka z króć cem 0 64/ 0 50 na podpł ytki Rys. 12. Izochromy poł ówkowe w płytce podłuż nej walczaka z króć cem, 0 44/ 0 30 Rys. 13. Izochromy całkowite w płytce obwodowej walczaka z króć cem 0 64/ 0 50 [463]

464 ST. OCHELSKI, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI 464-450- 1,09 Rys. 14. Rozkłady naprę ż eń wzdłuż nych <Ą,k, ffpw, Opk, Opw w płaszczyź nie osiowej połą czenia walczaka z króć cem 0 64/ 0 50 -. 4,50- - 464 i - 450 0,74 o 1,56 Rys. 15. Rozkłady naprę ż eń obwodowych Otk, ofw. <hk, (hw w płaszczyź nie osiowej połą czenia walczaka z króć cem 0 64/ 0 50 Na rys. 14, 15, 16 i 17 przedstawiono wyniki badań rozkł adów naprę ż eń odniesionych do odpowiednich naprę ż eń gł ównych walczaka wyznaczonych na podstawie teorii bł onowej powłok (2) a msł G - p D Do analizy wyników badań przyję to nastę pują ce oznaczenia naprę ż eń: o, < odpowiadają ce sobie naprę ż eni a wewnę trzne i zewnę trzne, ffpfts 0 P w naprę ż eni a wzdł uż ne w króć cu i walczaku, " <Ł, ÓW naprę ż eni a obwodowe w króć cu i walczaku. Liczby podane na wykresach rozkł adów naprę ż eń w pł aszczu walczaka charakteryzują współczynnik wzrostu naprę ż eń w pł aszczu w obszarze króć ca.

i i..... _i 3 >g # \ 1 T N^rrrwm \\ J \v>^ li\ I 1 * 1 v «Ł s s / li J i ^rr a \ //?s it itr M i f Ti * // 1 1 i u i i i i i 1 1 i i d) /^^fc '_ / / S 22 \ ^>v. ^^ v, / ft ti S 1 ^ r' / 1. T i N Ł / // 1 * s 1 i~^^z ;J ~\ // ^ s 11 Mechanika Teoretyczna t465j M

466 ST. OCHELSKI, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI 5. Badania nieniszczą ce Manometr (silomierz zrywarki) Zawór gł ówny Celem badań nieniszczą cych był o okreś lenie wpł ywu gruboś ci ś cianki króć ca na stan naprę ż eni a w niektórych punktach modelu walczaka. Grubość ś cianki króć ca zmieniano stopniowo przez powię kszanie jego ś rednicy wewnę trznej. Odkształcenia wystę pują ce podczas próby ciś nieniowej okreś lano metodą tensometrii elektrooporowej. Równolegle stosowano elastooptyczną metodę warstwy odblaskowej prowadzą c obserwacje izochrom w ś ciance modelu. Badania nieniszczą ce prowadzono na specjalnie opracowanym stanowisku (rys. 18 i 39). W stanowisku do wytworzenia ciś nienia w modelu zbiornika wykolbiornik_ Zawór odpowietrzają cy Zbiornik gł ówny Sterowanie wy datkiem pompy Przeł ą cznikiciś nienia(zmiano kierunku obrotów silnika) Rę cznesterowanie zmianą / kierunku obrotów Silnik elektryczny Urzą dzeniezmieniają ceobroty silnika Sterowanie prę dkoś cią obrotową silnika Urzą dzeniezmieniają ce kierunek obrotów Rys. 18. Schemat stanowiska do badań modelowych walczaków rzystano maszynę wytrzymał oś ciową typu ZD- 10. Stanowisko to oprócz utrzymywania stałego ciś nienia w zakresie (0-200) kg/ cm 2 zapewnia pł ynnie regulowany w czasie przyrost ciś nienia w przedziale (0,01-20,0) kg/ cm 2 s. Na stanowisku moż na również realizować cykliczną zmianę ciś nienia w podanym poprzednio zakresie, przy czym okres cyklu obcią ż eni a ustala się w przedziale (5-500) s. Zasadniczą rolę w utrzymaniu ciś nienia w modelu zbiornika, jak też w realizowaniu ż ą danego programu zmiany ciś nienia w czasie, speł nia zawór główny wraz z zaprojektowanymi dodatkowo urzą dzeniami. Urzą dzenia te umoż liwiaj ą zmianę prę dkoś i ci kierunku obrotów silnika elektrycznego, ś ciskają cego sprę ż yn ę zaworu gł ównego. Napełnianie pł ynem modelu nastę puje ze zbiornika ustawionego powyż ej poziomu modelu, przy otwartym zaworze odpowietrzają cym. Model zbiornika umieszczony jest w zbiorniku głównym o ś ciankach przezroczystych wykonanych z polimetakrylanu metylu o gruboś ci 20 mm. W stanowisku zapewniona jest moż liwość obrotu modelu wzglę dem własnej osi, jak też i obrót cał ego zbiornika głównego, co niezbę dne jest do obserwacji izochrom za pomocą polaryskopu odblaskowego. Dokł adność pomiaru ciś nienia zwię kszona została przez zastosowanie dodatkowych manometrów o zróż nicowanych zakresach pomiarowych.

BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH 467 Rys. 19. Stanowisko do badań metodami tensometryczną i elastooptyczną za pomocą warstwy odblaskowej Na rys. 20 przedstawiono przygotowany do badań model walczaka umieszczony w zbiorniku głównym stanowiska. Przed sklejeniem modelu czę ść ś rodkową od strony wewnę trznej pokryto kompozycją odblaskową. Kompozycja ta skł ada się z dwóch czę ś i cwagowych ż ywicy E- 57 z odpowiednią iloś cią utwardzacza z dodatkiem jednej czę ś i c proszku aluminiowego i pię ciu czę ś ic acetonu. : Do pomiaru odkształceń badanego modelu uż yto 21 sztuk czujników elektrooporowych o długoś ci pomiarowej 4,5 mm i opornoś ci 60 Q. Czujniki naklejane były na modelu w dwóch kierunkach obwodowym i wzdł uż nym w odległoś ci 10 mm jeden od drugiego. u*

468 ST. OCHELSKT, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI Obok czujnika mierzą cego odkształcenie wzdłuż ne był umieszczony czujnik mierzą cy odkształcenie obwodowe. Rozmieszczenie tensometrów na modelu przedstawiono na rys. 21. Rys. 20. Model walczaka przygotowany do badań Widok od wewnę trznej strony zbiornika na krócisc <PB4- Rys. 21. Rozmieszczenie tensometrów na modelu Aby unikną ć odkształ ceń cieplnych, model walczaka napełniany był wodą o temperaturze równej temperaturze otoczenia, a badania rozpoczynano po upł ywie czterech godzin od chwili napełnienia. Program obejmował badania modeli przy skokowo zmieniają cej się gruboś ci ś cianki króć ca równej: 25,75: 20,75: 15,75; 10,75; 5,75 i 3,25 mm, co odpowiadał o nastę pują cym

BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH 469 ś rednicom otworu króć ca: 0,0; 10; 20; 30; 40; 50 i 55 mm. Model zbiornika obcią ż ano kolejno ciś nieniami: 0,0; 2; 4; 5 i 10,0 kg/ cm 2. Mię dzy obcią ż eniami odczytywano wskazania czujników, jak też wykonywano zdję cia izochrom. Wyniki badań tensometrycznych przy obcią ż eni u modelu ciś nieniem 5 kg/ cm 2 przę d- 1,0 10 11 1? JŻ Ą 0/ 3 / H 15 15?7 18 Nr punktu pomiarowego Rys. 22. Rozkład odkształceń wzdłuż nych Ą w warstwy zewnę trznej walczaka i odkształceń obwodowych t warstwy zewnę trznej króć ca - 1,0 Rys. 23. Rozkład odkształceń obwodowych ś t w warstwy zewnę trznej walczaka i odkształceń wzdłuż nych Ą K warstwy zewnę trznej króć ca

1} io ft 55 4>50 HO 030- / r t2 2 s s, N \ - 6 > ^.* 1 P- 5kG/ cn 3 2 0 3 ] r^ 3-2 A'r punktu pomiarowego - 1,0 Rys. 24. Rozkłady odkształceń wzdłuż nych epfc warstwy zewnę trznej króć ca i E Z PW warstwy zewnę trznej walczaka 0,0 Nr punktu pomiarowego 28 29 30 31 Rys. 25. Rozkłady odkształceń obwodowych efk warstwy zewnę trznej króć ca i eiw warstwy zewnę trznej walczaka Rys. 26. Rozkład izochrom uzyskany przy zastosowaniu warstwy odblaskowej [470]

BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH 471 stawiono na rys. 22-25. Uzyskane podczas obcią żń eodkształ cenia miał y w zasadzie charakter liniowo sprę ż ysty. Rozkł ad izochrom dla wyż ej wspomnianego programu badań obserwowano w polaryskopie odblaskowym. Zarejestrowane fotograficznie rozkł ady izochrom dla naprę żń e membranowych mają kształ t bardzo podobny do rozkł adów uzyskanych w próbie zamraż ania (rys. 8), co widać na pokazanym przykł adowo (rys. 26) jednym ze zdjęć wykonanym dla króć ca o ś rednicy 0 64/ 0 50 przy obcią ż eni u modelu ciś nieniem p = 2,5 kg/ cm 2. 6. Badania niszczą ce Celem badań niszczą cych było wyjaś nienie moż liwośi coceny postaci zniszczenia modelu zbiot'nika oraz okreś lenie wartoś ci odpowiedniego ciś nienia niszczą cego. Do realizacji badań wykorzystano stanowisko pomiarowe opisane poprzednio w rozdziale 5. 1 e 3 2 1 0 11 13 12 1 1 10 i A "1 ~2 y / 4 - - " - - S ^ e j*^ 1,2*" Nr punktu pomiarowego Rys. 27. Odkształ cenia wzdł uż ne i obwodowe w obszarze poł ą czeni a króć cowego w przekrojach osiowym i poprzecznym

472 ST. OCHELSKI, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOIVJASZEWSKI Podobnie jak w badaniach nieniszczą cych, model zbiornika posiadał wewnę trzną warstwę odblaskową oraz układ czujników elektrooporowych w obszarach poł ą czeń króć cowych. Pomiarów odkształceń dokonywano przy ciś nieniu 2,5; 10,0 i 15,0 kg/ cm 2. Na rys. 27 przedstawiono odkształcenia obwodowe i wzdłuż ne w przekrojach poprzecznym i osiowym modelu przy ciś nieniu p 15 kg/ cm 2. Rys. 28.a. Model po próbie niszczą cej, b. Powierzchnia przełomu króć ca 0 64/ 0 50 Model uległ zniszczeniu przy ciś nieniu równym 18,5 kg/ cm 2 wykazują c w miejscach poł ą czenia króć ców z płaszczem walczaka przełomy o ukoś nie nachylonych powierzchniach. Ponadto w płaszczu walczaka wystą piły pę knię cia o liniach propagacji rozpoczynają cych się u nasady króć ców i biegną cych w kierunku wzdłuż nym walczaka. Linie wymienionych pę knięć widoczne są na rys. 28a, powierzchnia przeł omu króć ca 0 64/ / 0 50 na rys. 28b. Należy zauważ yć, że opisywany przebieg próby niszczą cej miał

BADANIA MODELI ZBIORNIKÓW CIŚ NIENIOWYCH 473 w koń cowej fazie charakter dynamiczny. Przyczyną powodują cą powstanie pę knię cia bę dą cego począ tkiem dynamicznego zniszczenia spójnoś ci poł ą czenia był y spię trzenia naprę ż eń lokalizują ce się u nasady króć ców. 7. Wnioski W wyniku opisanych doś wiadczeń uzyskano pomyś lne. rezultaty w prowadzonych pracach nadkompleksową metodą oceny wytrzymałoś ci zbiorników ciś nieniowych w oparciu o eksperymentalną analizę naprę ż eń odpowiednich modeli fizycznych, geometrycznie podobnych do obiektów rzeczywistych. Uzyskano wytyczne doboru materiału modelowego, opracowano sposoby wykonywania modeli przestrzennych o zł oż onym kształcie, opanowano odpowiednią technikę zamraż ania, podział u na płytki i podpłytki oraz metodę prowadzenia pomiarów elastooptycznych zamroż onych efektów dwójłomnoś ci wymuszonej. Potwierdzono przydatność sposobu realizacji zamierzonych badań nieniszczą cych i niszczą cych przy równoczesnym prowadzeniu pomiarów metodami tensometrii elektrooporowej i elastooptyki odblaskowej. W ś wietle uzyskanych wyników wydaje się celowe dalsze rozwijanie i wdraż anietego typu badań doś wiadczalnych zł oż onych przestrzennych ukł adów konstrukcyjnych, w tym elementów wysokociś nieniowych kotłów. Literatura cytowana w tekś cie 1. W. JARZĘ BOWSKI, Z. ORŁOŚ, K. TOMASZEWSKI, Niektóre problemy technologii wykonywania modeli przestrzennych do badań elastooptycznych, Materiały VI Sympozjum doś wiadczalnych badań w mechanice ciała stał ego, Warszawa, 19-20 wrześ nia 1974. 2. W. KOWALSKI, Z. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI, Elastooptyczne badania modeli zbiorników ciś nieniowych,materiał y VI Sympozjum doś wiadczalnych badań w mechanice ciała stałego, Warszawa 1974. P e 3 io M e npo^ihocthlie HCCJIEflOBAHHH MOflEJIEH COCYflOB flabjiehhfl B pasote ormctibaiotch, npobe,n;ehhbie abtopamh, MOflenBHwe ncnbmhhh cocy^ob,o;abjiehhh., cflejiaraibie H3 oimmeckh " rybctbhtenłhor o iwaiepnajia Ha ochose anokcifflhoh CMOJIH, npefl- CTaBJiHJiH co6oił coeflhhehhm Kopnyca cocyfla c naipy6i<amh. fljih HccnefloBaHHH Hcnonb3OBancji noiraphsaijhohho- ontiraeckmi iwetofl 3aiwopa>KHBaHHH iianpfl>kehhh a TaKWe TeH30MeTpHieciaie H3MepeHi-M H pa3pymaiomee HcnHTaHHe. IIpHBOflHTCH HeKOToptie noflpo6hocth TexHOjiorrai H3roTOBneHHH: MOfleneii H ormcamie HcnbiTaTejrtHoro cienia. 06cy>KflaeicH MCTOH oi;ehkh npo^aocth cocyflob flabjieirah no pe3yjn>taiam ii

474 ST. OCHELSKI, ZB. ORŁOŚ, M. SZOPA, K. TOMASZEWSKI Sum m ary STRENGTH INVESTIGATIONS OF PRESSURE VESSEL MODELS The authors describe model tests performed on pressure vessel models. The models made of an optically sensitive material, based on cpoxy resins, represented the nozzle thick vailed cylinder joint. The photoelastic stress freezing method, the strain gauge measurements, and (he destructive test were used in the experiments. Some details concerning the models fabrication method and description of test stands were given, and the method of the strength estimation of pressure vessels on the ground of model tests was discussed. WOJSKOWA AKADEMIA TECIINfCZNA, WARSZAWA Praca została złoż onaw Redakcji dnia 21 stycznia 1975 r.