常见问题
管件弯头的强度计算
更新时间 2021-11-05 07:19 阅读
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
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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。
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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。