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常見(jiàn)問(wèn)題

管件彎頭的強(qiáng)度計(jì)算

更新時(shí)間??2021-11-05 07:19 閱讀
應(yīng)當(dāng)說(shuō),在許多設(shè)計(jì)者看來(lái),作為鍋爐零件的彎
頭,在強(qiáng)度設(shè)計(jì)中沒(méi)有碰到任何問(wèn)題,但是筆者認(rèn)為
在理論分析上,還是有許多不明確的地方。最主要
也最難說(shuō)清楚的一個(gè)問(wèn)題就是由彎頭圓度所產(chǎn)生的
彎曲應(yīng)力的性質(zhì)和數(shù)值大小的問(wèn)題。本文在大量有
限元計(jì)算和分析的基礎(chǔ)上,給出了實(shí)際產(chǎn)品強(qiáng)度評(píng)
定的系列公式
  1. 在鍋爐中,彎頭常用下列兩種工藝方法制成:①
    鑄造,②由直管彎成。鑄造彎頭的管壁基本上是等
    厚的,而且其截面不會(huì)產(chǎn)生圓度。鑄造彎頭與直管
    在強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的區(qū)別有三條:第一,鑄造彎頭有環(huán)殼
    效應(yīng);第二,鑄造彎頭的壁厚可能存在負(fù)偏差,但與
    直管的壁厚負(fù)偏差一般是不同的;第三,鑄造彎頭在
    強(qiáng)度設(shè)計(jì)中要考慮鑄造質(zhì)量系數(shù)。由直管彎成的彎
    頭與直管在強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的區(qū)別也有三條:第一,與鑄
    造彎頭一樣也有環(huán)殼效應(yīng);第二,在彎管過(guò)程中,由
    于外側(cè)母線的拉長(zhǎng),內(nèi)側(cè)母線的壓縮,使得外側(cè)管壁
    減薄,內(nèi)側(cè)管壁增厚;第三,在彎管過(guò)程中,橫截面要
    產(chǎn)生圓度。以上因素都會(huì)對(duì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)帶來(lái)影響。下面將對(duì)諸因素進(jìn)行定量分析。對(duì)于彎頭來(lái)說(shuō),基本
    應(yīng)力來(lái)源于理想環(huán)殼的整體薄膜應(yīng)力。不論是直管
    還是彎頭,承受內(nèi)壓時(shí)其環(huán)向應(yīng)力為最大應(yīng)力,法向
    應(yīng)力為最小應(yīng)力,因此,我們不討論軸向應(yīng)力。

  2. 面將對(duì)諸因素進(jìn)行定量分析。對(duì)于彎頭來(lái)說(shuō),基本
    應(yīng)力來(lái)源于理想環(huán)殼的整體薄膜應(yīng)力。不論是直管
    還是彎頭,承受內(nèi)壓時(shí)其環(huán)向應(yīng)力為最大應(yīng)力,法向
    應(yīng)力為最小應(yīng)力,因此,我們不討論軸向應(yīng)力。名義中半徑。
    (2)在彎頭圓度影響的有關(guān)計(jì)算中按直管名義
    中徑和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圓度求橢圓的長(zhǎng)短軸。
    (3)在所有應(yīng)力計(jì)算中的管壁厚度按當(dāng)?shù)氐挠?/div>
    效壁厚計(jì)算。
    (4)假定有效壁厚平均分布在由直管名義中徑
    圓所形成的橢圓線的兩邊,并假定在彎頭同一母線
    上各處壁厚相同,中心面兩側(cè)對(duì)應(yīng)壁厚也相同。根
    據(jù)此假定計(jì)算各部位的外內(nèi)徑比(K)值。


    3.在彎管過(guò)程中,彎頭的內(nèi)外側(cè)距離接近而使管
    子的圓形截面變成橢圓形截面,內(nèi)外側(cè)成為橢圓的
    短軸,兩中側(cè)成為橢圓的長(zhǎng)軸,而橢圓截面在內(nèi)壓P
    的作用下,將產(chǎn)生整體彎曲應(yīng)力。
    關(guān)于橢圓截面壓力容器在內(nèi)壓力作用下的應(yīng)力
    計(jì)算是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。文獻(xiàn)[1]把橢圓形截面用兩
    對(duì)大小圓弧相連接的圖形代替,并導(dǎo)出了長(zhǎng)軸端點(diǎn)、
    短軸端點(diǎn)和大小圓弧交接處的彎矩表達(dá)式。

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