显而易见,布块受力最危险部位为布兜,假定是一个球状壳体,水压亦可认为是均布的对称于球状对称轴,因绝对柔软体系完全不能承受压缩内力,此时所有截面内力都是拉伸状况才符合实际,用壳体无矩理论进行计算。
现假定无限小微分单元体是从图4-19布兜上任意取出的。再考虑它在水压力(含真空吸力)作用下的平衡条件,从而可求得内力之间关系,如图4-20所示。
图4-19 布兜受力理想状态示意图
图4-20 布兜内力关系
列出法向轴线(001)上的投影平衡方程式如下
忽略式(4-10)中二阶小量,则可得
对于对称于轴线的部分球形布兜,可令
若水深较大时,还可化简为
式中 R——部分球形布兜的球体半径;
H——任意位置所处的水压力(含真空吸力);
γ——水的容重;进而可利用一个圆锥截面A1O1B1将布兜切开,如图4-21所示,考察其下部平衡条件,可近似求得(www.xing528.com)
由式(4-12)显见,在布兜最低点处,其张拉力为最大;同时还可以看出,球体形布兜的半径R越大,即布的兜度越小,则布块所承受的张拉力越大,在设计中之所以将布块做得比框架面积稍大一些,就是要让布块受到水压力和真空吸力后能在洞中形成一个兜,以此来减小它所承受的张拉力。
据此估算,当水压力(含真空吸力)为10m以下时,穿孔直径为0.3m时,最大张拉力可控制在83~145N/cm。这对于目前市场上复合型塑编布A、B、C三种型号的拉断力可以承受,如A型径向≥900N/5cm,纬向≥850N/5cm;B型径向≥750N/5cm、纬向≥700N/5cm,C型径向≥650N/5cm、纬向≥570N/5cm。若水压力和孔径加大,还可选择加强型尼龙塑胶布制作。
图4-21 布兜受力整体平衡示意图
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。