实例丨开孔直径dop的确定

SW6因其运用的广泛性和权威性，是GB/T150“事实上”的标准释义，GB/T150中一些不那么直观的条文，可以借助SW6理清思路。

在开孔补强计算中，开孔直径d_op的大小直接取决于计算截面的确定。GB/T150.3第6.3.3.1条对“开孔补强的计算截面选取”作了规定（如图1所示），但不够直观，如对于图2图3中的开孔，我们还是希望能够得到一些可以直接使用的定性结论。

图1

大平板上开椭圆孔或圆孔，弹性力学上有结论：无论开孔的长轴垂直或平行于筒体轴线，在长短轴之比小于2的情况，孔边最大应力为位于与筒体轴线夹角θ=0º（180 º）的周向应力。GB/T150取该截面为计算截面。参见此前的文章《等面积法开孔补强的应力校正系数F》

对于球形封头，其周向应力和经向应力是相等的，GB/T150取最大开孔尺寸为d_op。而椭圆封头或碟形封头，其内压或外压计算都是以球形封头为基础的，d_op的取法与球形封头一样。

图2

图3

图2和图3中，筒体和标准椭圆封头DN2000，δ=10，C₁+C₂=3.3，接管Φ114.3×8.8，C₁+C₂=3.9。运用SW6的“零部件“进行开孔补强计算，从计算书中可以扒出各种开孔的d_op，可以对GB/T150.3的6.3.3.1有个直观的理解。

计算结果汇总如下：

表1

从表1可以发现：

一．对于序号2、3的开孔，即图2中左边的那个开孔，其开孔的最大尺寸位于周向上，但d_op取位于计算截面上（即轴线方向上）的开孔尺寸。

二．对于序号4、5的开孔，即图2中右边下方的那个开孔，开孔的最大尺寸也处于计算截面上，所以d_op取开孔最大尺寸。

三．对于序号7、8的开孔，即图3中左边的那个开孔，按GB/T150.3之6.3..3.1的规定，d_op就取开孔最大尺寸。

四．对于序号9、10、11封头法向上的开孔，无论哪个方向的开孔尺寸都一样，都是d_op。

最后，说一下CAD中由椭圆上一点作其法线的方法，这也是百度得来的。如图4所示，首先，将椭圆1偏移一定距离，然后辅以CAD捕捉垂足的功能，作一以A为起点、并垂直于椭圆2的直线。该直线垂直于椭圆2，也必垂直于椭圆1，所以该直线为椭圆1的法线。

图4