PHP has encountered an Access Violation at 7C94BB52基于ANSYS的挠性薄管板设计方法与结构尺寸研究--《机械强度》2015年01期
基于ANSYS的挠性薄管板设计方法与结构尺寸研究
【摘要】：结合具体算例,采用各国挠性薄管板设计方法进行设计,对比其计算结果,指出各设计方法优缺点。运用有限元Ansys软件进行分析,探讨影响挠性薄管板应力分布特征的主要参数,如挠性薄管板厚度、换热管中心距以及过渡圆角半径,最终得出合理的结构尺寸。
【作者单位】：
【关键词】：
【分类号】：TK172【正文快照】：
JIANG Xiao Zhi DONG Jin Shan LV Dong Xiang(College of Mechanical and Power Engineer,Nanjing University of Technology,Nanjing 211816,China)Corresponder:JIANG Xiao Zhi,E-mail:,Tel:/Fax:+86-25-Manuscript received ,in revis
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于SW6某固定管板换热器强度计算的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：SW6某固定管板换热器强度计算 过程设备强度计算书 SW6-20110DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN工程名:PROJECT设备位号:ITEM设备名称:EQUIPMENT图号:DWG NO。设计单位:压力容器专用计算软件DESIGNER设计Designed by日期Date校核Checked by日期Date审核Verified by日期Date批准Approved by日期Date过程设备强度计算书 SW6-20111固定管板换热器设计计算计算单位压力容器专用计算软件设计计算条件壳程管程设计压力 ps 2.4 MPa 设计压力 pt 0.6 MPa设计温度 ts 100 C 设计温度 tt 60 C壳程圆筒外径Do 325 mm 管箱圆筒外径Do 325 mm材料名称 20(GB8163) 材料名称 20(GB8163)简图计算内容壳程圆筒校核计算前端管箱圆筒校核计算前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算后端管箱封头(平盖)校核计算管箱法兰校核计算开孔补强设计计算管板校核计算过程设备强度计算书 SW6-20112前端管箱封头计算计(来源：淘豆网[/p-6970784.html])算单位压力容器专用计算软件计算所依据的标准 GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.60 MPa设计温度 t 60.00
C外径 Do 325.00 mm曲面深度 ho 73.00 mm材料 Q235-B (板材)设计温度许用应力 t114.50 MPa试验温度许用应力 116.00 MPa钢板负偏差 C1 0.30 mm腐蚀裕量 C2 1.00 mm焊接接头系数 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25Pc t][][= 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力tT 0.90 s = 211.50 MPa试验压力下封头的应力 T =.2))5.02(.(eeoT KKDp
= 29.90 MPa校核条件 T T校核结果合格厚度及重量计算形状系数K =2o)(22261nhohnhD = 1.2750计算厚度 h =
ctoc5.02][2 PKDKP = 1.08 mm有效厚度 eh =n - C1- C2(来源：淘豆网[/p-6970784.html])= 6.70 mm最小厚度 min = 3.00 mm名义厚度 nh = 8.00 mm结论满足最小厚度要求重量 7.75 Kg压力计算最大允许工作压力[Pw]=
eoet5.02][2 KKD = 3.82974 MPa结论合格过程设备强度计算书 SW6-20113后端管箱封头计算计算单位压力容器专用计算软件计算所依据的标准 GB 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.60 MPa设计温度 t 60.00
C外径 Do 325.00 mm曲面深度 ho 73.00 mm材料 Q235-B (板材)设计温度许用应力 t114.50 MPa试验温度许用应力 116.00 MPa钢板负偏差 C1 0.30 mm腐蚀裕量 C2 1.00 mm焊接接头系数 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25Pc t][][= 1.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力tT 0.90 s = 211.50 MPa试验压力下封头的应力 T(来源：淘豆网[/p-6970784.html]) =.2))5.02(.(eeoT KKDp
= 29.90 MPa校核条件 T T校核结果合格厚度及重量计算形状系数K =2o)(22261nhohnhD = 1.2750计算厚度 h =
ctoc5.02][2 PKDKP = 1.08 mm有效厚度 eh =n - C1- C2= 6.70 mm最小厚度 min = 3.00 mm名义厚度 nh = 8.00 mm结论满足最小厚度要求重量 7.75 Kg压力计算最大允许工作压力[Pw]=
eoet5.02][2 KKD = 3.82974 MPa结论合格过程设备强度计算书 SW6-20114内压圆筒校核计算单位压力容器专用计算软件计算所依据的标准 GB 150.3-2011计算条件筒体简图计算压力 Pc 2.40 MPa设计温度 t 100.00
C外径 Do 309.00 mm材料 20(GB8163) ( 管材)试验温度许用应力 152.00 MPa设计温度许用应力 t147.00 MPa试验温度下屈服点 s 245.00(来源：淘豆网[/p-6970784.html]) MPa钢板负偏差 C1 1.20 mm腐蚀裕量 C2 1.00 mm焊接接头系数 1.00厚度及重量计算计算厚度 =ctoc][2 PDP = 2.50 mm有效厚度 e =n - C1- C2= 5.80 mm名义厚度 n = 8.00 mm重量 68.53 Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25P [ ][ ] t= 3.0000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 TT 0.90 s = 220.50 MPa试验压力下圆筒的应力T =.2).(eeoT Dp = 78.41MPa校核条件 T T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]= )(][2eoteD = 5.62401 MPa设计温度下计算应力 t= eeoc2)(DP= 62.73 MPat 147.00 MPa校核条件 t ≥t结论合格过程设备强度计算书 SW6-20115开孔补强计算计算单位压力容器专用计算软件接管: A1,A2, φ 80×10 计算方法(来源：淘豆网[/p-6970784.html]): GB150.3-2011等面积补强法,单孔设计条件简图计算压力 pc 0.6 MPa设计温度 60 ℃壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型Q235-B板材壳体开孔处焊接接头系数φ 1壳体内直径 Di 309 mm壳体开孔处名义厚度δ n 8 mm壳体厚度负偏差 C1 mm壳体腐蚀裕量 C2 1 mm壳体材料许用应力[σ]tMPa椭圆形封头长短轴之比 2.1164凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°)接管实际外伸长度 20 mm 接管连接型式接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 20(GB8163)接管焊接接头系数 1 名称及类型管材接管腐蚀裕量 1 mm 补强圈材料名称凸形封头开孔中心至封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t mm 补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力[σ]tMPa 补强圈许用应力[σ]tMPa开孔补强计算非圆形开孔长直径 64.5 mm 开孔长径与短径之比 1壳体计算厚度δ mm 接管计算厚度δ t mm补强圈强度(来源：淘豆网[/p-6970784.html])削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr开孔补强计算直径 d 64.5 mm 补强区有效宽度 B mm接管有效外伸长度 h1 mm 接管有效内伸长度 h2 mm开孔削弱所需的补强面积A mm2壳体多余金属面积 A1 mm2接管多余金属面积 A2 mm2补强区内的焊缝面积 A3 mm2A1+A2+A3= mm2补强圈面积 A4 mm2A-(A1+A2+A3) mm2结论: 根据GB150第6.1.3节的规定,本开孔可不另行补强。过程设备强度计算书 SW6-20116开孔补强计算计算单位压力容器专用计算软件接管: B1,B2, φ 60×5 计算方法: GB150.3-2011等面积补强法,单孔设计条件简图计算压力 pc 2.4 MPa设计温度 100 ℃壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型20(GB8163)管材壳体开孔处焊接接头系数φ 1壳体内直径 Di 309 mm壳体开孔处名义厚度δ n 8 mm壳体厚度负偏差 C1 mm壳体腐蚀裕量 C2 1 mm壳体材料许用应力[σ]tMP(来源：淘豆网[/p-6970784.html])a接管轴线与筒体表面法线的夹角(°) 0凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角(°)接管实际外伸长度 77.5 mm 接管连接型式接管实际内伸长度 0 mm 接管材料 20(GB8163)接管焊接接头系数 1 名称及类型管材接管腐蚀裕量 1 mm 补强圈材料名称凸形封头开孔中心至封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t mm 补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力[σ]tMPa 补强圈许用应力[σ]tMPa开孔补强计算非圆形开孔长直径 53.25 mm 开孔长径与短径之比 1壳体计算厚度δ mm 接管计算厚度δ t mm补强圈强度削弱系数 frr 接管材料强度削弱系数 fr开孔补强计算直径 d 53.25 mm 补强区有效宽度 B mm接管有效外伸长度 h1 mm 接管有效内伸长度 h2 mm开孔削弱所需的补强面积A mm2壳体多余金属面积 A1 mm2接管多余金属面积 A2 mm2补强区内的焊缝面积 A3 mm2A1+A2+A3= m(来源：淘豆网[/p-6970784.html])m2补强圈面积 A4 mm2A-(A1+A2+A3) mm2结论: 根据GB150第6.1.3节的规定,本开孔可不另行补强。过程设备强度计算书 SW6-20117延长部分兼作法兰固定式管板设计单位压力容器专用计算软件设计计算条件简图设计压力 ps 2.4 MPa设计温度 Ts 100 C平均金属温度 ts 0 C装配温度 to 15 C壳材料名称 20(GB8163)设计温度下许用应力[]t147 Mpa程平均金属温度下弹性模量 Es2.023e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数s1.076e-05 mm/mmC圆壳程圆筒内径 Di 309 mm壳程圆筒名义厚度 s 8 mm壳程圆筒有效厚度 se 5.8 mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量 Ef’ 1.97e+05 MPa壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25
Di27.499e+04 mm2壳程圆筒金属横截面积 As=s ( Di+s ) 5736 mm2管设计压力pt 0.6 MPa箱设计温度Tt 60 C圆材料名称 20(GB8163)(来源：淘豆网[/p-6970784.html])筒设计温度下弹性模量 Eh 2.01e+05 MPa管箱圆筒名义厚度(管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值)h 8 mm管箱圆筒有效厚度he 7 mm管箱法兰设计温度下弹性模量 Et”1.99e+05 MPa材料名称 BFe10-1-1换管子平均温度 tt 0 C设计温度下管子材料许用应力[]tt63 MPa设计温度下管子材料屈服应力st94 MPa热设计温度下管子材料弹性模量 Ett1.21e+05 MPa平均金属温度下管子材料弹性模量 Et 1.249e+05 MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数t 1.153e-05 mm/mmC管管子外径 d 9.5 mm管子壁厚t 0.6 mm注:过程设备强度计算书 SW6-20118管子根数 n 464换热管中心距 S 12 mm换一根管子金属横截面积 a d
t t( ) 16.78 mm2换热管长度 L 1192 mm管子有效长度(两管板内侧间距) L1 1152 mm管束模数 Kt = Et na/LDi 2731 MPa管子回转半径 2(来源：淘豆网[/p-6970784.html])t2)2(25.0
ddi 3.154 mm热管子受压失稳当量长度 lcr 170 mm系数Cr = tsttE
/2 159.4比值 lcr /i 53.9管子稳定许用压应力(ilC crr
)22)(2][ilEcrtcr
MPa管管子稳定许用压应力( Clicrr
) rcrtscrCil212][ 39.05 MPa材料名称 Q235-B设计温度 tp 100 C管设计温度下许用应力 rt108 MPa设计温度下弹性模量 Ep 1.97e+05 MPa管板腐蚀裕量 C2 2 mm管板输入厚度n 20 mm管板计算厚度 17.7 mm隔板槽面积(包括拉杆和假管区面积)Ad 0 mm2板管板强度削弱系数 0.4管板刚度削弱系数 0.4管子加强系数 KDE na E L21318 . /it p K = 4.23管板和管子连接型式胀接,不开槽管板和管子胀接(焊接)高度l 17 mm胀接许用拉脱应力[q] 2 MPa焊接许用拉脱应力[q] MPa过程设备强度计算书 SW6-20119管材料名称 Q235-B管箱法兰厚度 f&20 mm法兰外径 Df400 mm箱基本法兰力矩 Mm3.362e+06 Nmm管程压力操作工况下法兰力 M p 1.34e+06 Nmm法兰宽度 2/)( iff DDb
45.5 mm法比值h i/ D 0.02265比值f i&/ D 0.06472系数 C&(按h/Di ,f”/Di , 查&&GB151-1999&&图25) 0.00兰系数”(按h/Di ,f”/Di ,查&&GB151-1999&&图 26) 0.002577旋转刚度]22[121 &h3i&ffif&f&f EDbDbEK
52.39 MPa材料名称 Q235-B壳壳体法兰厚度f'18 mm法兰外径 Df 400 mm体法兰宽度 2/)( ff iDDb
45.5 mm比值 s i/ D 0.01877法比值f i'/ D 0.05825系数 C', 按h/Di ,f”/Di , 查&&GB151-1999&&图25 0.00兰系数', 按h/Di ,f”/Di , 查&&GB151-1999&&图26 0.001598旋转刚度]'22[121s3i'fif''EDbDbEKfff
33.61 MPa法兰外径与内径之比 K D D f i 1.294壳体法兰应力系数Y (按 K 查&&GB150-2011&&表7-9) 7.666旋转刚度无量纲参数tff KKK~4 0.009666膨胀节总体轴向刚度 222El itcr( )0 N/mm播放器加载中，请稍候...
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