塔器强度校核
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强度校核的基本步骤强度校核是工程设计中非常重要的一环,它可以确保设计的结构在使用中具备足够的强度和承载能力,保证结构的安全性。
本文将介绍强度校核的基本步骤,帮助读者了解如何进行强度校核。
1. 确定设计目标和要求强度校核的首要任务是明确设计目标和要求。
根据工程的具体情况,确定结构的使用要求、载荷条件、安全系数等参数。
这些参数将直接影响强度校核的结果,因此必须准确明确。
2. 确定结构模型在进行强度校核之前,需要确定结构的模型。
根据设计要求和结构形式,选择适当的数学模型或者三维模型进行分析。
对于简单的结构,可以使用经验公式进行计算,对于复杂的结构,可以使用有限元分析等方法进行模拟。
3. 确定载荷条件载荷条件是强度校核中非常重要的一步。
根据设计要求和结构的使用情况,确定结构所受到的各种静载荷、动载荷、温度载荷等。
这些载荷将作为输入参数,用于后续的计算。
4. 计算内力在强度校核中,需要计算结构各个截面的内力。
根据结构的受力特点和载荷条件,利用静力学原理计算结构各个截面的受力情况。
可以通过手算、数值计算或者专业软件进行计算。
5. 选择材料参数强度校核中还需要选择合适的材料参数。
根据结构的材料特性、设计要求和强度标准,选择适当的材料参数。
这些参数包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等。
6. 进行强度校核计算在完成前面的准备工作后,可以进行强度校核的计算。
根据结构的受力情况、材料参数和强度标准,计算结构各个截面的强度。
可以使用手算、数值计算或者专业软件进行计算。
7. 比较计算结果和要求强度校核的结果需要与设计要求进行比较。
根据结构的使用要求和安全系数,判断结构是否满足强度要求。
如果计算结果小于设计要求,说明结构强度不足,需要进行优化设计或者调整结构参数。
8. 进行验算和优化完成强度校核后,还需要进行验算和优化。
通过对结构的各个截面进行验算,验证校核结果的准确性。
如果发现问题,可以进行调整和优化,确保结构的强度和安全性。
3MW 塔架强度校核一、塔架总体参数:见图纸二、机组载荷分析暴风51m/s 时,风向横向吹,风机停车工况载荷载荷计算按blade 软件提供的载荷进行。
根据报告可知:对应各段法兰接合面的最大弯矩M XY 如下:第一节底部:95382KNM 第一节顶部:77236KNM 第二节顶部:56819KNM 第三节顶部:32762KNM 第四节顶部:9780KNM第一部分:塔壁强度校核(一)受力分析1、如图剪力Q=P 风阻弯矩:Mxy 扭矩Mn压力P=机舱全重+风轮全重+分析截面上部分自重,2、工作应力:为复杂应力状态A :弯曲应力σw =Mxy/WB :剪应力:由二部分组成,一是纯剪力Q 产生的,另一个是纯扭矩Mn 产生的,最大时为二者的迭加,即τ=τ1+τ2=2Q/A 环+Mn/Wn C:压应力σ=P/A环综合:最大剪应力为τmax =τ1+τ2,发生位置为4;最大压应力为σmax =σ+σw发生位置为1。
综合上述应用第四强度理论:当量应力σdl =≤[σ]223τσ+由于以上应力最大时不同时发生在相同位置,因此计算时按不同工况及部位进行简化。
对于筒壁这里以弯矩Mxy 引起的应力σw 进行筒壁最大安全抗弯能力计算,以简化计算,计算公式:Mmax=W 弯[σ]这里:W 弯为塔筒抗弯截面模量,,D 为⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛−4343)2(132)(132D e D D D d D ππ塔筒外径,e 为塔架壁厚,[σ]为塔壁材料的安全许用应力,等于σs /n,n 为安全系数。
安全系数的选取:根据通用机械手册关于安全系数选择的要求,考虑塔筒工作的条件,如高低温、静载、周期与极端载荷交互影响,材料结构焊接,底部开门等影响和其严格的安全要求,及以上公式简化,故取安全系数n=3~4,计算中取3.5,由于塔筒材料选用Q345D,可知其σs=500MPa=500(N/mm2),[σ]=143(N/mm2)进行计算。
第六节塔的强度设计特点—安装在室外,靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土基础上。
三种工况:正常操作、停工检修、压力试验。
轴向强度及稳定性校核的基本步骤:①按设计条件,初步确定塔的壁厚和其它尺寸。
②计算塔设备危险截面的载荷,包括重量、风载荷、地震载荷和偏心载荷等。
③危险截面的轴向强度和稳定性校核。
④设计计算裙座、基础环板、地脚螺栓等。
塔的强度设计的解题思路一、塔的载荷分析、,前面已讲㈠介质压力:包括p p工水㈡质量载荷⒈包括:m01——塔体、裙座质量;m02——塔内件如塔盘或填料的质量;m 03——保温材料的质量; m 04——操作平台及扶梯的质量; m 05——操作时物料的质量;m a ——塔附件如人孔、接管、法兰等质量; m w ——水压试验时充水的质量; m e ——偏心载荷。
⒉区分不同工况分别计算 塔设备在正常操作时的质量:00102030405a e m m m m m m m m =++++++ (7-13)塔设备在水压试验时的最大质量:max 01020304w a e m m m m m m m m =++++++ (7-14)塔设备在停工检修时的最小质量:min 010203040.2a e m m m m m m m =+++++ (7-15)㈢偏心载荷定义:塔体上悬挂的再沸器、冷凝器等附属设备或其它附件所引起的载荷。
载荷产生的弯矩为:e e M m ge = (7-16) 式中:g ——重力加速度,m/s 2;——偏心距,即偏心质量中心至塔设备中心线间的距离,m ;e M ——偏心弯矩,N·m 。
㈣风载荷 1.影响:(1)使塔体产生应力和变形;使塔体产生顺风向的振动(纵向振动)使塔体产生垂直于风向的诱导振动(横向振动);(2)过大的塔体应力会导致塔体的强度及稳定失效;(3)太大的塔体挠度会造成塔盘上流体分布不均,分离效率下降。
2.风载荷的构成:一种随机载荷,大小和方向随时、随地变化;对于顺风向风力,认为由两部分组成: (1)平均风力(稳定风力),对结构的作用相当于静力的作用;是风载荷的静力部分,其值等于风压和塔设备迎风面积的乘积。
上封头校核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P c 0.13 MPa
设计温度 t 145.00 ︒ C
内径D i 7000.00 mm
曲面深度h i 1500.00 mm
材料 Q345R (板材)
设计温度许用应力[σ]t 183.20 MPa
试验温度许用应力[σ] 185.00 MPa
钢板负偏差C1 0.30 mm
腐蚀裕量C2 2.00 mm
焊接接头系数φ 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P T = 1.25P c
t]
[
]
[
σ
σ= 0.1650 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[σ]t[σ]T≤ 0.90 σs = 292.50MPa
试验压力下封头的应力σT =
φ
δ
δ
.
2
)
5.0
.(
e
e
i
T
KD
p+= 37.18
MPa
校核条件σT≤[σ]T
校核结果合格
厚度及重量计算
形状系数 K =
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
+
2
i
i
2
2
6
1
h
D = 1.2407
计算厚度δ
h =
KP D
P
c i
t
c
205
[].
σφ- = 3.68
mm
有效厚度δeh =δnh - C1- C2= 22.70mm 最小厚度δmin = 21.00mm 名义厚度δnh = 25.00mm 结论满足最小厚度要求
重量9546.41 Kg
压力计算
最大允许工作压力
[P w]=
2
05
[]
.
σφδ
δ
t
e
i e
KD+= 0.81293
MPa
结论合格
下封头校核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P c 0.15 MPa
设计温度 t 145.00 ︒ C
内径D i 7000.00 mm
曲面深度h i 1500.00 mm
材料 Q345R (板材)
设计温度许用应力[σ]t 183.20 MPa
试验温度许用应力[σ] 185.00 MPa
钢板负偏差C1 0.30 mm
腐蚀裕量C2 2.00 mm
焊接接头系数φ 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P T = 1.25P c
t]
[
]
[
σ
σ= 0.7489 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[σ]t[σ]T≤ 0.90 σs = 292.50MPa
试验压力下封头的应力σT =
φ
δ
δ
.
2
)
5.0
.(
e
e
i
T
KD
p+= 168.78
MPa
校核条件σT≤[σ]T
校核结果合格
厚度及重量计算
形状系数 K =
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
+
2
i
i
2
2
6
1
h
D = 1.2407
计算厚度δ
h =
KP D
P
c i
t
c
205
[].
σφ- = 4.20
mm
有效厚度δeh =δnh - C1- C2= 22.70mm 最小厚度δmin = 21.00mm 名义厚度δnh = 25.00mm 结论满足最小厚度要求
重量9546.41 Kg
压力计算
最大允许工作压力
[P w]=
2
05
[]
.
σφδ
δ
t
e
i e
KD+= 0.81293
MPa
结论合格
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 P c 0.14 MPa
设计温度 t 145.00 ︒ C 内径 D i 7000.00
mm 材料
Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ]
189.00 MPa 设计温度许用应力 [σ]t
189.00 MPa 试验温度下屈服点 σs 345.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 2.00 mm
焊接接头系数 φ
0.85
厚度及重量计算
计算厚度 δ = P D P c i
t c 2[]σφ- = 3.04
mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 13.70 mm 名义厚度 δn = 16.00 mm 重量
160562.78
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 P T = 1.25P [][]
σσt = 0.7489 (或由用户输入)
MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0.90 σs = 310.50
MPa
试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 225.54 MPa
校核条件 σT ≤ [σ]T 校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力 [P w ]= 2δσφ
δe t i e []()D += 0.62760
MPa 设计温度下计算应力 σt
= P D c i e e
()
+δδ2= 35.66 MPa [σ]t
φ 160.65 MPa
校核条件 [σ]t
φ ≥σt
结论 合格。