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管件弯头的强度计算

18631758559(微信) 支吊架,管件 2021年09月15日
应当说,在许多设计者看来,作为锅炉零件的弯
头,在强度设计中没有碰到任何问题,但是笔者认为
在理论分析上,还是有许多不明确的地方。最主要
也最难说清楚的一个问题就是由弯头圆度所产生的
弯曲应力的性质和数值大小的问题。本文在大量有
限元计算和分析的基础上,给出了实际产品强度评
定的系列公式
  1. 在锅炉中,弯头常用下列两种工艺方法制成:①
    铸造,②由直管弯成。铸造弯头的管壁基本上是等
    厚的,而且其截面不会产生圆度。铸造弯头与直管
    在强度设计中的区别有三条:第一,铸造弯头有环壳
    效应;第二,铸造弯头的壁厚可能存在负偏差,但与
    直管的壁厚负偏差一般是不同的;第三,铸造弯头在
    强度设计中要考虑铸造质量系数。由直管弯成的弯
    头与直管在强度设计中的区别也有三条:第一,与铸
    造弯头一样也有环壳效应;第二,在弯管过程中,由
    于外侧母线的拉长,内侧母线的压缩,使得外侧管壁
    减薄,内侧管壁增厚;第三,在弯管过程中,横截面要
    产生圆度。以上因素都会对强度设计带来影响。下面将对诸因素进行定量分析。对于弯头来说,基本
    应力来源于理想环壳的整体薄膜应力。不论是直管
    还是弯头,承受内压时其环向应力为最大应力,法向
    应力为最小应力,因此,我们不讨论轴向应力。

  2. 面将对诸因素进行定量分析。对于弯头来说,基本
    应力来源于理想环壳的整体薄膜应力。不论是直管
    还是弯头,承受内压时其环向应力为最大应力,法向
    应力为最小应力,因此,我们不讨论轴向应力。名义中半径。
    (2)在弯头圆度影响的有关计算中按直管名义
    中径和标准规定的圆度求椭圆的长短轴。
    (3)在所有应力计算中的管壁厚度按当地的有
    效壁厚计算。
    (4)假定有效壁厚平均分布在由直管名义中径
    圆所形成的椭圆线的两边,并假定在弯头同一母线
    上各处壁厚相同,中心面两侧对应壁厚也相同。根
    据此假定计算各部位的外内径比(K)值。


    3.在弯管过程中,弯头的内外侧距离接近而使管
    子的圆形截面变成椭圆形截面,内外侧成为椭圆的
    短轴,两中侧成为椭圆的长轴,而椭圆截面在内压P
    的作用下,将产生整体弯曲应力。
    关于椭圆截面压力容器在内压力作用下的应力
    计算是个很复杂的问题。文献[1]把椭圆形截面用两
    对大小圆弧相连接的图形代替,并导出了长轴端点、
    短轴端点和大小圆弧交接处的弯矩表达式。

     

     

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