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大开孔补强分析法和压力面积法适用范围

时间:2022-04-18 来源: 浏览:

大开孔补强分析法和压力面积法适用范围

原创 CP3 压力容器设计院
压力容器设计院

GB150-151

专注于中美欧压力容器设计;致力于钛镍锆钽有色金属的研究;服务于压力容器设计人员审批考试。

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        开孔补强分析法的理论基础是圆柱壳大开孔弹性薄壳理论,通过等效应力校核和补强结构尺寸设计等效两种补强计算途径。 压力面积法的理论基础是壳体的承压投影面积对压力的乘积和壳壁(壳体、接管、补强件)的承载截面积对许用应力的乘积相平衡。

       最近在计算一个换热器管箱接管大开孔补强的时候,发现了一个很有意思的事情。内压计算用的分析法,外压计算用的压力面积法。 而且在用SW6 V4.0和SW6 V5.0时候计算结果又不一样。 山有小口,仿佛若有光。 于是,我兴致勃勃的将各组计算结果按下表进行了对比计算。
SW6 V4.0计算结果

大开孔

补强

接管

接头系数

面积法

分析

内压计算 0.85 计算 不计算
1.0 不计算 计算
外压计算 0.85 计算 不计算
1.0 计算 不计算

SW6  V5.0计算结果

大开孔

补强

接管

接头系数

压力

面积法

分析法
内压计算 0.85 不计算 不计算
1.0 不计算 计算
外压计算 0.85 不计算 不计算
1.0 计算 计算
   通过上面两个表格可以得到下面的验证结论。
1、分析法使用前提。
接管焊接接头系数必须取1.0,大开孔(补强范围)的筒体焊接接头系数必须取1.0。
2、压力面积法使用前提。
SW6  4.0 对接管、大开孔筒体没有限制条件。
SW6  5.0 接管焊接接头系数必须取1.0,大开孔(补强范围)的筒体焊接接头系数必须取1.0。     (这一要求是软件隐藏的规定,可见 SW6提示 以及 官方回复。)

     内压计算时候,SW6不会按照压力面积法计算开孔补强。 正如SW6计算结果中的提醒,由于GB/T 150的强制性,只有超出分析法的使用范围的开孔才能采用其他方法。分析法使用时注意尺寸的结构限制,接管和壳体厚度比不小于1/2,不大于2。
    等面积法在GB/T 150中适用范围: 开孔率超过0.9,大开孔接管承受外压。

GB、ASME、EN13445、API

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