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布块受力分析与计算

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】: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。图4-21布兜受力整体平衡示意图

布块受力分析与计算

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

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