SW6 外加强矩形截面壳体计算.doc

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011外加强矩形截面容器计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设计条件设计压力 p0.300MPa设计温度 t144.0计算压力 pc0.300腐蚀裕量 C21.0mm材料壳 体Q345R型式壳 体外加强矩形平盖左Q345R平盖左与壳体角接右右加强件Q345R加强件用户自定义法兰Q345R法兰非圆形法兰(平焊)螺栓35外形尺寸壳 体短 边 矩形截面: 内侧长度 H759mm 圆角矩形截面: 内侧长度 2ls 长圆形截面: 半圆内径 2r 椭圆截面: 内短轴长度 2b长 边 矩形截面: 内侧长度 h2430圆角矩形截面: 内侧长度2lL,圆角半径r 长圆形截面: 长圆长度 2*(r+L) 椭圆截面: 内长轴长度 2b轴向长度 L1314.外加强件间距 ls0.mm圆角矩形加强件长度短边 2l0长边 2L0平盖左短边长度755长边长度2426mm右法兰短边外侧长度D02927.0长边外长D012598.0mm螺栓中心圆短轴长Db2875.0长轴长度Db12546.0垫片外 / 内侧长度短边836/786mm长边2507/2457螺栓个数-公称直径68-M24计算结果厚度 (规格)壳体短边(半圆)20.0mm重量壳 体312419.9Kg长边20.0加强件0.0厚长边(拉撑)左平盖813.8加强件11530右平盖左平盖43.7mm法兰207.2右平盖法兰50.0mm外加强矩形截面壳体计算设计单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算条件简 图计算压力 pc0.300MPa设计温度 t144材料名称Q345R容器内侧长度短边 H759mm长边 h2430壳体轴向长度 L1314mm初始名义厚度短边 d 120.0mm长边 d 220.0钢板负偏差系数 IC1计入C1mm 腐蚀裕量 C21.0 焊接接头系数短边 f10.85长边 f20.85焊接接头至板中心距离短边 dj1379mm长边 dj21215孔径短边 d1mm孔中心距短边 Lh1mm长边 d2长边 Lh2外加强件材料名称Q345R外加强件规格11530型式用户自定义间距 Ls356mm侧板厚度计算及中间参数壳体材料屈服限短边常温325.0MPa设温277.4长边常温325.0设温277.4壳 体 材 料 许 用 应 力短边183.2MPa长边183.2薄膜应力许用值短边155.8长边155.8壳 体 组 合 应 力许用值短边奥氏体不锈钢: 其它材料:173.4MPa长边173.4外加强件屈服限 常温325.0MPa 设温277.4材料许用应力183.2组合应力许用值与壳体类同173.4侧板名义厚度短边 dn120.0mm长边 dn220.0侧板计算厚度短边 d118.7mm长边 d218.7外加强件加强件横截面3450.0mm2组合截面短边 ci112.5mm形心距长边 ci212.5侧板有效宽度短边 W1356.0mm长边 W2356.0组合截面惯性矩短边 I114.19e+06mm长边 I214.19e+06壳体及外加强件应力计算薄膜应力短边侧板15.1MPa长边侧板4.72壳体内壁弯曲应力短边N点100MPaQ点123长边M点-113Q点123 内 壁 组合应力短边N点115MPaQ点138长边M点-108Q点128外加强件外侧弯曲应力短边N点-49.1MPaQ点-60.4外加强件外侧弯曲应力长边M点55.3MPaQ点-60.4外加强件外侧组合应力短边N点-34MPaQ点-45.3长边M点60.1Q点-55.7焊接接头组合应力短边160长边149应力校核结论应力类别各类应力计算值 MPa应力许用值薄膜应力短边15.1183MPa长边4.72183壳 体 最 大 组 合 应 力 138.1173.4外加强件最大组合应力绝对值60.07173.4焊接接头组合应力短边159.7173.4长边149.4173.4 结论：校核通过上封头计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图计算压力 pc0.300MPa设计温度 t144.0 C短轴长度 a927.0mm平长轴长度 b2598.0mm材料名称Q345R盖许用应力 s t181.0MPa径向截面各开孔直径和0.0mm中心圆短轴长度 Db2875.0mm螺中心圆长轴长度 Db12546.0mm公称直径 dB24.0mm栓数量 n68个材料35长轴外径长度2507.0mm垫短轴外径长度836.0mm长轴内径长度2457.0mm短轴内径长度786.0mm片k1(见HG20582-2011 表12.2 -1)120.0k2(见HG20582-2011 表12.2 -1)24.0厚 度 设 计开孔削弱系数 n = 1.00GB150.3-2011表5-10序号2, 3, 4, 5, 8, 结构特征系数 K = 0.00 形状系数 Z=3.4-2.4= 0.000 且Z2.5结构平盖计算 厚度 p厚度 p=a = 0.0 mmGB150.3-2011 表5-10 序号9,10结构平盖计算 厚度 p螺栓中心多边行周长 L= 6842.0 mm垫片受力点到螺栓中心圆间距 LG= 32.0 mm预紧状态时或操作状态时的螺栓设计载荷 W= 966193.0 N( 参照HG20582-2011 计算 )形状系数 Z=3.4-2.4= 2.50 且Z2.5结构特征系数 K = 0.86厚度 p=a = 37.85 mm计 算 结 果平盖有效厚度43.7mm校核合格非圆形法兰(平焊)计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图计算压力 pc0.300MPa设计温度 t144.0 C法兰材料名称Q345R许用181.0MPa应力174.0MPa结构尺寸mmD长外2598.0D短外927.0D长内2430.0D短内759.0材料名称35螺许用117.0MPa应力98.8MPa结构尺寸D长2546.0mmD短875.0mm栓公称直径 dB24.0mm数量 n68个b13b12.50k30.90垫be=1.8be6.25182.08b13k1120.0m11.60be=0.5bk224.0m21.60片结构尺寸D长外2507.0D短外836.0 mmD长内2457.0D短内786.0螺 栓 受 力 计 算由内压引起的轴向总载荷 F603870.62500 N预紧状态下螺栓总载荷 WmWm= m1 F =966193.0N操作状态下螺栓总载荷 WpWp = m2 F = 966193.0 N预紧状态下所需螺栓总截面积Am8258.1 mm2操作状态下所需螺栓总截面积Ap9775.3mm2所需螺栓总截面积 AA取 Am 和Ap中大者 A= 9775.3mm2实际螺栓总截面积 AbAb = = 21362.8mm2法 兰 力 矩 计 算1.垫片位于螺栓内侧的法兰预紧状态下 MaW=1732821.0NSw =32.0mmMa=WSw = 55450272.0N.mm操作状态下 MpFD=553311.0NSD =16.0mmMp = FDSD+FTST+WpSWFT =50559.6NST =13.0mm = 40428428.0N.mm计算力矩 Mo取 Mp与 中大者 Mo= 53293536.0 N.mm2.全垫片法兰FD=0.0NSw =0.0mm 计算力矩 Mo=0.5FDSw 或Mo=FDSw Mo= 0.0N.mm3.平面接触O形环密封的法兰FD=0.0NSD =0.0mm计算力矩 Mo=0.5( FD SD+FT ST )FT =0.0NST=0.0mm = 0.0N.mm在法兰厚度 h = 50.0 mm时,法兰应力校核k4=0.46Die=1114.2mmDoe=1191.2mmDIIe=1132.5mmSw=38.0