Инженерная методика расчета рациональных геометрических размеров уплотнительного соединения с тонкостенными элементами - Белоголов, Юрий Игоревич (Современные технологии. Системный анализ. Моделирование, 2021)
Металлические тонкостенные элементы находят широкое применение в уплотнительных соединениях различных инженерных конструкций. Происходит это вследствие возрастания требований к эксплуатационным характеристикам затворов, обеспечивающих герметичность в «агрессивной» среде при высоких давлениях. В таких условиях ресурс металлополимерных уплотнительных соединений снижается. Применение тонкостенных оболочек в затворах позволяет обеспечить усилие герметизации, достигаемое в металлополимерных уплотнительных соединениях, обеспечить равномерность распределения контактного давления в уплотнительном стыке, минимизировать усилие привода. Основным недостатком соединений с тонкостенными оболочками является их низкая устойчивость к силовому (ударному) нагружению со стороны «золотника» (подвижной части затвора). Компенсация «чувствительности» тонкостенной оболочки к такому нагружению может быть достигнута за счет снижения ее приведенной жесткости. Достигается это путем соединения тонкостенной оболочки и пластины, которая по контуру имеет жесткую заделку. Снижая жесткость тонкостенного элемента (оболочечно-пластинчатого), требуется провести расчет соединения с целью определения рациональных геометрических размеров (толщины) и обеспечения его прочности. Расчетам тонкостенных оболочек и пластин посвящено много трудов. Отсутствие научно обоснованных методик расчета рациональных геометрических размеров тонкостенных уплотнений сдерживает их применение в арматуростроении. Сложность разработки методики расчета обусловлена тем, что такая задача аналитического решения обычно не имеет. В статье подробно рассматривается расчет приведенной жесткости тонкостенного уплотнения. Разработанная методика позволяет поставить задачу оптимизации. Кроме того, сделаны уточнения при расчете фланцевых соединений и действии давления рабочей среды.