轴式吊耳处局部应力的计算

轴式吊耳处筒体局部应力的计算，本来不打算写的。但是发现还是有不少人不是很明白，输入的有这样那样的问题，输入结果也只是看软件提示的过还是不过；而且HG/T 21574推荐的轴耳处筒体厚度也过厚还是很多人有需求的。就说一下：

如果没有吊装过程计算，那么就考虑两种状态设备水平和设备竖直状态。如果有吊装过程逐个角度的载荷就取最大值所在角度计算。理论上来说通常是设备水平刚起吊的时候轴式吊耳处的筒体局部应力最大，设备竖直状态时轴式吊耳本身最危险。本文不讨论轴式吊耳本体的计算，只说一下轴式吊耳处筒体的局部应力计算的输入和结果判断。

关于动载系数HG/T 21574-2018版已经由1.65降低为1.35了。ASME标准无具体规定各用户规定也不同1.3~2.0都有。EN13445没有讲这部分但EN1990等标准可认为整体吊装时动载系数按1.35（如果遇到好说话的也可以用1.1）。德国DIN 28085轴式吊耳标准吊耳本体的计算使用的动载系数是1.6。

竖直状态时只有两个轴式吊耳起作用，每个轴式吊耳的载荷就很好确定了，竖直方向的载荷为Fv=kW/2；由于平衡梁不可能刚好和轴式吊耳间距相等所以吊索会有个夹角HG/T 21574给的是15°，由夹角计算出Fh=Fvtanα。如果轴耳距离设备顶部有一定的距离此15°是可以调小的，国标设备如果调整角度要在图上注明吊装时吊索和轴耳的夹角；ASME设备最好都注明夹角。

竖直状态时Fv是沿着筒体纵缝方向的，Fh是沿着管轴向外的。不多说了直接用图说话。假设单个轴式吊耳竖直方向的载荷是100000N.设备重量为：2×100000/(k×g)kg--（k--动载系数；g--重力加速度）。因为输入了接管的伸出长度（轴式吊耳长度）所以不需要自己计算并输入弯矩。

SW6零部件计算设备竖直状态轴式吊耳载荷输入

codecal里计算设备竖直状态轴式吊耳载荷输入

（局部应力计算尽量保留动载系数：因有时整体吊装时考虑对壳体的影响用的动载系数和计算吊耳处筒体的局部应力会使用不同的动载系数。如整体吊装时用1.35的动载系数，吊耳本体和吊耳处局部应力用2.0的动载系数。）

水平刚起吊时，由于轴式吊耳和尾部吊耳距离中心的不同分配的重量也不同（这个要用的是初中物理知识F1×L1=F2×L2）。所以我们要找出吊装时设备的重心，如果是用SW6计算的那么就要自己估算吊装时设备重心位置了；如果是用PV elite等国外计算的那么在吊装中输入起吊点的位置计算书中会有吊装时重心及上部起吊点和下部起吊点的载荷分配。

PV elite软件里吊装位置的输入

（软件里重量分配和实际不太相符）

为方便计算我们假设轴式吊耳和尾部吊耳距离重心距离相等。那么对筒体来说周向的载荷为Fv=Fc=kW/4，Fh=Fh=Fvtanα，那么单个轴式吊耳竖直方向（筒体环向或叫切线方向）的载荷是50000N.用图说话。

SW6零部件计算设备水平状态轴式吊耳载荷输入

codecal里计算设备水平状态轴式吊耳载荷输入

上面介绍的是软件的输入，因为偷懒假设了轴式吊耳和尾部吊耳距离重心相等。下面在说一下计算书的计算结果的判定。HG/T 21574-2018编制说明：壳体的局部薄膜应力控制在1.5倍许用应力，一次加二次控制在2.6倍许用应力。见下图

我们这里不讨论HG/T21574标准评定的准确性问题。在JB 4732中这个不属于典型结构没有明确指出，李建国主编的《压力容器设计的力学基础及其标准应用》表10-3即引自日本标准JIS B8281的典型事例应力分类里没有相同的但是有类似的支撑结构见下图。

注意 注1：当连接处承受由于外载荷引起的全部或一部分力矩时，二次应力Q就改成一次局部弯曲应力。当然了这里全部划为一次局部弯曲是偏保守的，全部划为二次应力是冒进的。

codecal计算中是按1.5倍控制的，见下图（为了醒目我刻意保留了一个不过的红色的结果）

SW6中计算结果中用的是按3倍许用应力控制的，或者说SW6零部件的局部应力计算就没有考虑此处用来计算轴耳。即使我们不按1.5倍许用应力，也要按HG/T 217574（或者说GB/T 150）的2.6倍许用应力评定.

当然了由于动载系数，材料的安全系数，材料实际的强度高于标准规定的最低值很多等问题，用1.5倍和3倍评定的成功吊装的案例也非常多。或者说不成功的案例基本没有。请不要用实例杠，我们设计要做的不一定要很对，但要保证没错。

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