卧式容器强度计算公式.xls

卧卧式式容容器器强强度度计计算算 一一 主主要要参参数数 设计压力 P0 6 MPa 计算压力 Pc0 6 MPa 圆筒材料 封头材料 鞍座材料 圆筒材料常温许用应力 170 MPa 封头材料常温许用应力 h113MPa 圆筒材料设计温度下许用应力 t170MPa 圆筒内直径Di3800 mm 圆筒平均半径Ra1908 mm 圆筒名义厚度 n16 mm 圆筒有效厚度 e14 mm 封头名义厚度 hn20mm 封头有效厚度 he18 mm 鞍座垫板名义厚度 rn0 mm 鞍座垫板有效厚度 re0 mm 封头材料在设计温度下的许用应力 tn113MPa 鞍座材料许用应力 sa140 MPa 圆筒材料常温屈服强度ReL345 MPa 圆筒材料常温弹性模量E 5 MPa 圆筒材料设计温度下弹性模量E 5 MPa 圆筒材料密度 s7 85E 06kg mm3 封头材料密度 h5kg mm3 操作时物料密度 06 21E 07kg mm3 物料充装系数 00 85 液压试验介质密度 T0 000001kg mm3 鞍座腹板名义厚度b05mm 两封头切线间距离L11900 mm 圆筒长度Lc11900mm 封头曲面深度hi950mm 鞍座轴向宽度b450 mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离A950 mm 焊接接头系数 1 设计温度 60 试验压力PT0 75MPa 二二 支支座座反反力力计计算算 筒体质量m117918 2kg 单个封头质量m22483 45kg 附件质量m32496kg 封头容积VH7 183E 09mm3 容器容积V1 493E 11mm3 容器内充液质量m4 1 操作时 m4 78821 2kg 2 液压或气压试验时 m 4 149325kg 隔热层质量m50kg 总质量m 1 操作时 m 104202 kg 2 压力试验 m 174706 kg 支座反力 F 1 操作时 F 511217 N 2 压力试验 F 857108 2 N 3 F max F F 857108 2 N 三三 圆圆筒筒轴轴向向弯弯矩矩计计算算 圆筒中间处横截面上的弯矩M1 MT1 1 操作时 M1 942054981N mm 2 压力试验 MT1 1 579E 09N mm 支座处横截面上弯矩M2 MT2 1 操作时 M2 28609414N mm 2 压力试验 MT2 47966683N mm 四四 圆圆筒筒轴轴向向应应力力计计算算 系数K1 K2 由 Ra 2 954 mm A 950 mm 120 查表7 1得K1 1 K 2 1 操作状态 1 1 35 0MPa 2 2 46 77MPa 3 3 40 95MPa 4 4 40 71MPa 水压实验状态 充满水末加压状态 1 T1 9 869MPa 2 T3 0 2996MPa 加压状态 1 T2 60 97MPa 1 T4 35 57MPa 应应力力校校核核 一 许用压缩应力 ac A 0 0006926 根据圆筒材料 按GB150求B值 操作时B 90 68 MPa 圆筒材料设计温度下许用应力 t170MPa tac min t B 90 68MPa 充满水末加压状态B0 90 68MPa 0 9 ReL 310 5 0ac min 0 9 ReL B0 90 68MPa 二 操作状态 max 1 2 3 4 46 77MPa min 1 2 3 4 35 00MPa min 1 2 3 4 35 00 MPa t 170MPa 操作状态下应力校核条件 max 1 2 3 4 t min 1 2 3 4 tac 圆圆筒筒轴轴向向应应力力校校核核合合格格 三 充满水未加压状态 min T1 T3 9 87MPa min T1 T3 9 87MPa 充满水未加压状态下应力校核条件 min T1 T3 0ac 圆圆筒筒轴轴向向应应力力校校核核合合格格 四 加压状态 max T2 T4 60 97MPa 0 9 ReL 310 5MPa 加压状态下应力校核条件 max T2 T4 0 9 ReL 圆圆筒筒轴轴向向应应力力校校核核合合格格 五五 切切向向剪剪应应力力计计算算 系数K3 K4 由 Ra 2 954 mm A 查表7 2得K3 0 879904 K4 0 401056 1 A Ra 2时 4 07 MPa 1 A Ra 2时 筒体中 28 23 MPa 封头中 h 10 009MPa 应应力力校校核核 0 8 0 8 t t 136 MPa 1 筒体应力校核条件 0 8 t 圆圆筒筒轴轴向向应应力力校校核核合合格格 2 封头 椭圆形查GB150得形状系数K 1 h 63 3MPa 碟形球面部分半径Rh 5 mm 查GB150得形状系数M 2 h 0 1666667MPa 半球形 h 31 666667MPa 椭圆形 1 25 t h 149 16667MPa 碟形 1 25 t h 212 33333MPa 半球形 1 25 t h 180 83333MPa 封头应力校核条件 h 1 25 t h 椭椭圆圆形形封封头头应应力力校校核核合合格格 碟碟形形封封头头应应力力校校核核合合格格 半半球球形形封封头头应应力力校校核核合合格格 六六 鞍鞍座座处处圆圆筒筒周周向向应应力力计计算算 无加强圈圆筒 1 系数K5 K6 由 A Ra 0 4979036 查表7 3得K5 0 760258 K6 0 1365 2 圆筒的有效厚度 b2 722 6 mm 3 无垫板或垫板不起加强作用 在横截面最低点处 当容器不焊在支座上时k 1 当容器焊在支座上时k 0 1 k 0 1 5 6 442MPa 在鞍座边角处 当L Ra 8时 6 916 5541MPa 当L Ra 8时 6 1169 7MPa 4 垫板起加强作用时 鞍座垫板厚度 re 0 mm 鞍座垫板包角 12 132 横截面最低点处的周向应力 5 6 441549MPa 鞍座边角处的周向应力 当L Ra 8时 6 916 5541MPa 当L Ra 8时 6 1169 666MPa 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力 由鞍座包角 12 132 查表7 3得系数K6 0 0132129 当L Ra 8时 6 107 9MPa 当L Ra 8时 6 132 4MPa 应应力力校校核核 1 无垫板或垫板不起加强作用情况下 在横截面最低点处的应力校核条件 5 t 5 6 4415489 MPa 应应力力校校核核合合格格 在鞍座边角处 当L Ra 8时 6 916 55409MPa 当L Ra 8时 6 1169 666 1 25 t 212 5MPa 在鞍座边角处的应力校核条件 6 1 25 t 当L Ra 8时 应应力力校校核核不不合合格格 当L Ra 8时 应应力力校校核核不不合合格格 2 垫板起加强作用情况下 在横截面最低点处的周向应力 5 6 4415489MPa 在横截面最低点处的周向应力校核条件 5 t 应应力力校校核核合合格格 在鞍座边角处周向应力 当L Ra 8时 6 916 55409MPa 当L Ra 8时 6 1169 666MPa 在鞍座边角处周向应力校核条件 6 1 25 t 当L Ra 8时 应应力力校校核核不不合合格格 当L Ra 8时 应应力力校校核核不不合合格格 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力 当L Ra 8时 6 107 85215MPa 当L Ra 8时 6 132 35283MPa 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力校核条件 6 1 25 t 当L Ra 8时 应应力力校校核核合合格格 当L Ra 8时 应应力力校校核核合合格格 有加强圈圆筒 加强圈参数 材料 e 45 mm d 10 mm 加强圈数量n 10 个 组合截面总面积A0 5 mm 2 组合截面总惯性矩I0 12 mm4 设计温度下许用应力 rt 500MPa 加强圈结构参照图7 8 图7 9选用 由 及加强圈位置查表7 4得 C4 5 C5 9 K7 8 K8 8 加强圈位于鞍座平面上 在鞍座边角处圆筒内表面或外表面的周向应力 7 2 453E 11 MPa 在鞍座边角处加强圈内缘或外缘表面的周向应力 8 9 812E 10MPa 应应力力校校核核 1 25 rt 625MPa 7 2 453E 11MPa 8 9 812E 10MPa 应力校核条件为 7 1 25 t 应应力力校校核核不不合合格格 8 1 25 rt 应应力力校校核核不不合合格格 4 加强圈靠近鞍座 由 及加强圈位置查表7 4得 C4 5 C5 9 K7 8 K8 8 横截面最低点周向应力 无垫板时 或垫板不起加强作用 5 6 441549MPa 5 6 4415489MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 5 t 应应力力校校核核合合格格 采用垫板时 垫板起加强作用 5 6 441549MPa 5 6 4415489MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 5 t 应应力力校校核核合合格格 在横截面上靠近水平中心线的圆筒的周向应力 7 2 453E 11MPa 7 2 453E 11MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 7 1 25 t 应应力力校校核核不不合合格格 在横截面上靠近水平中心线处 不与筒壁相接的加强圈内缘或外缘的周向应力 8 4 415E 11MPa 8 4 415E 11MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 8 1 25 rt 应应力力校校核核不不合合格格 鞍座边角处的周向应力 K6按表7 3中A Ra 0 5情况查取 K6 2MPa 无垫板时或垫板不起加强作用 当L Ra 8时 6 13140 19MPa 6 13140 185MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 6 1 25 t 应应力力校校核核不不合合格格 当L Ra 8时 6 235607 6MPa 6 235607 61MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 6 1 25 t 应应力力校校核核不不合合格格 垫板起加强作用 当L Ra 8时 6 183687 2MPa 6 183687 23MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 6 1 25 t 应应力力校校核核不不合合格格 当L Ra 8时 6 235607 6MPa 6 235607 61MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 6 1 25 t 应应力力校校核核不不合合格格 七七 鞍鞍座座应应力力计计算算 1 水平分力 由包角 查表7 5得 K9 0 203522 Fs K9F 174440N 2 腹板水平拉应力 计算高度Hs 1 3Ra 636 mm 鞍座实际高度H 254 mm Hs min H 1 3Ra 254 mm 鞍座腹板厚度b0 25mm 鞍座垫板实际宽度b4 0mm 圆筒有效宽度b2 b 1 56 Ra n 1 2 722 6mm 鞍座垫板有效宽度br b2 24261 84mm 无垫板或垫板不起加强作用 9 27 4709MPa 2 3 sa 93 333333MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 9 2 3 sa 应应力力校校核核合合格格 垫板起加强作用 9 27 470926MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 9 2 3 sa 应应力力校校核核合合格格 3 腹板与筋板组合截面轴向弯曲应力 由地震引起的支座轴向弯曲强度计算 基本参数 圆筒中心至基础表面距离Hv 2170 mm 鞍座高度H 254 mm 腹板与筋板 小端 组合截面积Asa 105180mm2 腹板与筋板 小端 组合截面积Zr 3890000mm2 地震烈度及设计基本地震加速度 1 0 23995m s2 轴向地震力FEV 水平地震力FEV 1mg 245333N 当FEV mgf时 sa 13 38MPa K0 sa 168MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 sa K0 sa 应应力力校校核核合合格格 当FEV mgf时 sa 12 9909MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为 sa K0 sa 应应力力校校核核合合格格 4 筒体温差引起的支座腹板与筋板组合截面内的压应力 tsa 14 87MPa 应应力力校校核核 应力校核条件为