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过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA 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：中航一集团航空动力控制系统研究所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卧式容器计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件 简 图设计压力 p1.43MPa设计温度 t180筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式椭圆形筒体内直径 Di2500mm筒体长度 L7500mm筒体名义厚度 dn14mm支座垫板名义厚度 drn12mm筒体厚度附加量 C2.3mm腐蚀裕量 C12mm筒体焊接接头系数 F0.85封头名义厚度 dhn14mm封头厚度附加量 Ch2.3mm鞍座材料名称Q345R鞍座宽度 b360mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A2970mm鞍座高度 H250mm地震烈度 低于七度内压圆筒校核计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 1.43MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 2500.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 185.40MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 11.39mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 11.70mm名义厚度 dn = 14.00mm重量 6509.71Kg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 = 1.8200 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 229.83 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 pw= = 1.46817MPa设计温度下计算应力 st = = 153.49MPastf 157.59MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 1.43MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 2500.00mm曲面深度 hi 650.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 185.40MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85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= 1.8200 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 217.79MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9497计算厚度 dh = = 10.80mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 11.70mm最小厚度 dmin = 3.75mm名义厚度 dnh = 14.00mm结论 满足最小厚度要求重量 778.57 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.54934MPa结论 合格右封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 1.43MPa设计温度 t 180.00 C内径 Di 2500.00mm曲面深度 hi 650.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 185.40MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85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= 1.8200 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 217.79MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9497计算厚度 dh = = 10.80mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 11.70mm最小厚度 dmin = 3.75mm名义厚度 dnh = 14.00mm结论 满足最小厚度要求重量 778.57 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.54934MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所依据标准NB/T 47042-2014 计 算 条 件简 图设计压力 1.43MPa 计算压力 1.43MPa 设计温度 180 试验压力 1.82MPa 圆筒材料Q345R 封头材料Q345R 圆筒材料常温许用应力 189MPa封头材料常温许用应力 189MPa 圆筒内直径2500mm 圆筒材料设计温度下许用应力185.4MPa圆筒平均半径 1257mm封头材料设计温度下许用应力185.4MPa 圆筒名义厚度 14mm 圆筒材料常温屈服点 345MPa圆筒有效厚度11.7mm圆筒材料常温弹性模量 201000MPa 封头名义厚度 14mm圆筒材料设计温度下弹性模量 192200MPa封头有效厚度11.7mm 操作时物料密度 478kg/m3 两封头切线间距离 7580mm 液压试验介质密度1000kg/m3圆筒长度7500mm 物料充装系数 0.5 封头曲面深度 650mm 焊接接头系数 0.85壳体材料密度7850kg/m3附件质量 0kg鞍座结构参数 鞍座材料Q345R地脚螺栓材料Q345 鞍座材料许用应力 200MPa地脚螺栓材料许用应力 170MPa 鞍座包角 120鞍座中心线至封头切线距离 2970mm 鞍座垫板名义厚度 12mm 鞍座轴向宽度 360mm 鞍座垫板有效厚度 10.7mm鞍座腹板名义厚度 300mm 鞍座高度 250mm鞍座垫板宽度 620mm圆筒中心至基础表面距离1514mm 地震烈度Ra/2=120系数K1=0.106611K2=0.192348K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0528518K6=0.0434438K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算 及 校 核轴向弯矩圆筒中间横截面操作工况= -1.05891e+08Nmm水压试验工况= -2.91753e+08Nmm鞍座平面操作工况 -1.1291e+08Nmm水压试验工况 -3.11093e+08Nmm轴向应力操作工况内压加压圆筒中间横截面最低点处 74.9925MPa鞍座平面最高点处95.0617MPa内压未加压圆筒中间横截面最高点处1.8242MPa鞍座平面最低点处-10.1125MPa水压试验工况未加压圆筒中间横截面最高点处5.02608MPa鞍座平面最低点处-27.8623MPa加压圆筒中间横截面最低点处 92.7406MPa鞍座平面最高点处 148.036MPa应力校核许用压缩应力外压应力系数B0.000870095按GB150.3规定求取B = 110.062 MPa，B0=115.912 MPa。操作工况110.062MPa水压试验工况115.912MPa操作工况内压加压=95.0617 157.59 合格 内压未加压=10.1125 110.062 合格 水压试验工况加压=148.036 = 263.925 合格未加压=27.8623 115.912 合格圆 筒 切 向 剪 应 力 及 封 头 应 力 计 算 及 校 核圆筒切向剪应力圆筒未被封头加强（时）3.75478MPa圆筒被封头加强（时）MPa封头应力圆筒被封头加强（时）MPa应力校核圆筒切向剪应力 t=3.75478 0.8 s t =148.32 合格 封头应力椭圆形 MPa其中碟形 MPa其中半球形 MPath = 圆 筒 周 向 应 力 计 算 及 校 核圆筒的有效宽度566.946mm鞍座垫板包角132取k=0.1无加强圈圆筒无垫板或垫板不起加强作用时横截面最低点处MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时MPa垫板起加强作用时横截面最低点处-1.45437MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时-106.426MPa鞍座垫板边缘处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时-162.585MPa有加强圈圆筒加强圈参数加强圈材料: e = mm d = mm加强圈数量, n = 个组合总截面积, A0 = mm2组合截面总惯性矩, I0 = mm4设计温度下许用应力MPa加强圈位于鞍座平面内鞍座边角处圆筒周向应力MPa加 强 圈 边 缘 周 向 应 力MPa有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座平面无垫板或垫板不起加强作用时横截面最低点处MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时MPa垫板起加强作用时横截面最低点处MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时MPa靠近水平中心线圆筒周向应力MPa加 强 圈 边缘周 向 应 力MPa应力校核=1.45437 st = 185.4 合格=106.426 1.25st = 231.75 合格=162.585 1.25st = 231.75 合格= 1.25st = = 1.25stR = 鞍 座 设 计 计 算结构参数鞍座计算高度=250mm鞍座垫板有效宽度=566.946mm腹板水平拉应力计算及校核腹板水平力49444.1N水平拉应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用MPa垫板起加强作用0.609922MPa应力校核=0.609922 = 133.333 合格鞍座压缩应力计算及校核地震引起的腹板与筋板组合截面应力水平地震影响系数查表9得，1=水平地震力 N当时， MPa当时, MPa温差引起的腹板与筋板组合截面应力 -54.8642MPa应力校核|ssa|= 1.2ssa = |stsa|=54.8642 ssa = 200 合格地震引起的地脚螺栓应力计算及校核地脚螺栓截面积 Abt= mm2倾覆力矩= Nmm地脚螺栓拉应力 MPa地脚螺栓剪应力当时 MPa应力校核拉应力sbt= 1.2sbt = 剪应力tbt= 0.8Kos bt = 开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N1, 43015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 pc1.43MPa设计温度180壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2500mm壳体开孔处名义厚度n14mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t185.4MPa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 100mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 700mm接管材料 16Mn接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm补强圈材料名称 Q345R凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 720mm补强圈厚度 6mm接管厚度负偏差 C1t 1.5mm补强圈厚度负偏差 C1r 0.3mm接管材料许用应力t 172.2MPa补强圈许用应力t 185.4MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 407mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 11.394mm接管计算厚度t 1.6678 mm补强圈强度削弱系数 frr 1接管材料强度削弱系数 fr 0.9288开孔补强计算直径 d 407mm补强区有效宽度 B 814 mm接管有效外伸长度 h1 78.134mm接管有效内伸长度 h2 78.134 mm开孔削弱所需的补强面积A 4656mm2壳体多余金属面积 A1 124 mm2接管多余金属面积 A2 2806mm2补强区内的焊缝面积 A3 92 mm2A1+A2+A3= 3021mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A41653mm2A-(A1+A2+A3)1635mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N2, 43015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 pc1.43MPa设计温度180壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2500mm壳体开孔处名义厚度n14mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体