sw过程设备强度计算书

管壳式换热器简图1-管子；2-封头；3-壳体；4-接管；5-管板；6-折流板管板的设计管板基本情况•••管板基本情况管板基本情况管板强度分析的三种基本假设•••管板结构简化模型1管板结构简化模型2管板结构简化模型3荷、放置在弹性基础上的受管孔均匀削弱的当量圆平板GB151《管壳式换热器》中管板设计的基本考虑••••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••黄克智院士和管板设计规范•••黄克智院士和管板设计规范•“全国科学大会奖”••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••••管板的设计思路-1• 1 管板的弹性分析变形协调条件管板内力与变形分析管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定由于换热器运行时，不能保证管程与壳程压力同时作用，在计算管板应力或厚度时，要考虑以下四种危险工况：a) 只有壳程压力Pt,管程压力Pt=0,不考虑温差b) 只有壳程压力Ps,管程压力Pt=0,考虑温差，正温差比负温差危险，分别为管子与壳体的线膨胀系数分别为管子与壳体的平均壁温为换热器装配时的温度()()00θθαθθα−>−s s t t t αs αt θs θ0θ管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定c) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,不考虑温差d) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,考虑温差，负温差比正温差危险，()()00θθαθθα−<−s s t t管板的设计思路-3 3 管板应力的校核径向应力随半径变化曲线管板的设计思路-4 3 管板应力的调整工程中实际做法-1借助压力容器设计软件管板设计的辅助软件管板的计算十分繁杂，尽管GB151提供了便于工程应用的计算式和图表，但手算工作量很大，为此，我国已开发了包括管壳式换热器在内的化工设备强度计算软件，SW6,包括了管板的设计与校核。

SW6-1998 V2.0 《过程设备强度计算软件包》及PVCAD《计算机辅助设计软件包》压力容器设计计算软件包•SW6《过程设备强度计算软件包》，以下简称SW6-98。

SW6-2011过程设备强度计算软件用户手册热心网友整理目录一、概述 (1)二、运行环境、安装及启动 (4)三、材料性能及其数据库 (10)四、四个基本受压元件 (16)五、卧式容器 (42)六、立式容器 (48)七、固定管板换热器 (54)八、浮头式及填料函式换热器 (80)九、U形管式换热器 (84)十、高压设备 (88)十一、塔设备 (96)十二、球形储罐 (107)十三、非圆形容器 (113)十四、零部件 (120)十五、非对称双鞍座及多鞍座卧式容器 (148)附录A SW6-2011安装说明 (161)附录B SW6-2011常见问题说明 (169)一、概述1.1 前言20世纪80年代，全国化工设备设计技术中心站（以下简称“中心站”）组织部分高等院校教师及工程技术人员开发，并在1985年正式推出了能在SHARP PC1500计算机上使用的国内第一套较为系统的承压容器常规设计计算程序。

该程序由于计算内容丰富、计算结果正确快捷等优势，很快得到了行业认可。

随着计算机硬件设备及应用技术的不断更新，20世纪90年代初，中心站发行的“IBM-PC 兼容机压力容器设计计算软件包”（简称为“SW2”），其在开发之处就注意了界面的用户友好性，发行前又通过了全国压力容器标准化技术委员会、化学工业部的审查、鉴定，获得了相应的审批号，成为行业中正式推荐使用的计算机应用程序。

该程序经过多次升级换版，分别增加了新版标准、规范的设计计算内容，以及能分别生成中、英文“设计计算书”的功能，适应了改革开放、与国际接轨、合作设计的时代潮流，成为行业中应用最广、拥有用户最多的软件。

该技术成果因此多次得到国家有关部委的奖励。

随着GB150、GB151等一系列与承压容器、化工设备设计计算相关的国家标准、行业标准全面更新和颁布，以及计算机技术的不断发展和软件应用平台的转变，在1998年10月下旬中心站推出了以windows为操作平台的“过程设备强度计算软件包”（简称为“SW6-1998”）。

软件批准号：DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN设备名称：分气缸EQUIPMENT图号：DWG NO。

设计单位：青岛畅隆电力设备有限公司DESIGNER钢制卧式容器计算单位青岛畅隆电力设备有限公司计算条件简图设计压力p 1 MPa设计温度t300 ℃筒体材料名称Q235-B封头材料名称Q235-B封头型式椭圆形筒体内直径D i800 mm筒体长度L5656 mm筒体名义厚度δn10mm 支座垫板名义厚度δrn6mm 筒体厚度附加量C 2.8mm 腐蚀裕量C1 2 mm 筒体焊接接头系数Φ0.85封头名义厚度δhn8.8mm 封头厚度附加量C h 2.8mm 鞍座材料名称Q235-B鞍座宽度b150mm 鞍座包角θ120°支座形心至封头切线距离A625mm 鞍座高度H 250mm 地震烈度低于七度内压圆筒校核计算单位 青岛畅隆电力设备有限公司计算条件筒体简图计算压力 P c 1.00MPa 设计温度 t 300.00︒ C 内径 D i 800.00mm 材料Q235-B ( 板材 )试验温度许用应力 [σ]116.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t81.00MPa 试验温度下屈服点 σs 235.00MPa 钢板负偏差 C 1 0.80mm 腐蚀裕量 C 2 2.00mm 焊接接头系数 φ0.85厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 5.85mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 7.20 mm 名义厚度 δn = 10.00mm 重量1129.80Kg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 = 1.7901 (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 = 211.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 118.05 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 ]=2δσφδe t i e []()D += 1.22825MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 56.06 MPa [σ]tφ 68.85 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格左封头计算计算单位青岛畅隆电力设备有限公司计算条件椭圆封头简图计算压力P c 1.00 MPa设计温度 t 300.00 ︒ C内径D i 800.00 mm曲面高度h i 200.00 mm材料 Q235-B (板材)设计温度许用应力[σ]t 81.00 MPa试验温度许用应力[σ] 116.00 MPa钢板负偏差C1 0.80 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 4.95mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 6.00mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =8.80mm结论满足最小厚度要求重量51.97 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 1.21046MPa结论合格右封头计算计算单位青岛畅隆电力设备有限公司计算条件椭圆封头简图计算压力P c 1.00 MPa设计温度 t 300.00 ︒ C内径D i 800.00 mm曲面高度h i 200.00 mm材料 Q235-B (板材)设计温度许用应力[σ]t 81.00 MPa试验温度许用应力[σ] 116.00 MPa钢板负偏差C1 0.80 mm腐蚀裕量C2 2.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥Dhii= 1.0000计算厚度δ =KP DPc itc205[].σφ- = 4.95mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 6.00mm最小厚度δmin = 3.00mm名义厚度δn =8.80mm结论满足最小厚度要求重量51.97 Kg压力计算最大允许工作压力[P w]=205[].σφδδtei eKD+= 1.21046MPa结论合格卧式容器（双鞍座）计算单位青岛畅隆电力设备有限公司计算条件简图计算压力p C 1 MPa设计温度t300 ℃圆筒材料Q235-B鞍座材料Q235-B圆筒材料常温许用应力 [σ] 116 MPa圆筒材料设计温度下许用应力[σ]t 81 MPa圆筒材料常温屈服点σσ235MPa鞍座材料许用应力 [σ]sa147MPa 工作时物料密度Oγ1000kg/m3液压试验介质密度γT1000kg/m3圆筒内直径D i800 mm 圆筒名义厚度δn10mm 圆筒厚度附加量C 2.8mm 圆筒焊接接头系数φ0.85封头名义厚度hnδ8.8mm 封头厚度附加量 C h 2.8mm 两封头切线间距离L5706 mm 鞍座垫板名义厚度δrn6mm 鞍座垫板有效厚度δre6mm 鞍座轴向宽度 b150mm 鞍座包角θ120°鞍座底板中心至封头切线距离A625mm 封头曲面高度h i200mm 试验压力p T 1.79012MPa 鞍座高度H250mm 腹板与筋板组合截面积A sa9500mm2腹板与筋板组合截面断面系数Z r96864.8mm3地震烈度<7圆筒平均半径R a405 mm物料充装系数oφ1一个鞍座上地脚螺栓个数2地脚螺栓公称直径16mm 地脚螺栓根径13.835mm 鞍座轴线两侧的螺栓间距530 mm 地脚螺栓材料Q345。

管壳式换热器简图1-管子；2-封头；3-壳体；4-接管；5-管板；6-折流板管板的设计管板基本情况•••管板基本情况管板基本情况管板强度分析的三种基本假设•••管板结构简化模型1管板结构简化模型2管板结构简化模型3荷、放置在弹性基础上的受管孔均匀削弱的当量圆平板GB151《管壳式换热器》中管板设计的基本考虑••••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••黄克智院士和管板设计规范•••黄克智院士和管板设计规范•“全国科学大会奖”••黄克智院士和管板设计规范黄克智院士和管板设计规范••••••管板的设计思路-1• 1 管板的弹性分析变形协调条件管板内力与变形分析管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定由于换热器运行时，不能保证管程与壳程压力同时作用，在计算管板应力或厚度时，要考虑以下四种危险工况：a) 只有壳程压力Pt,管程压力Pt=0,不考虑温差b) 只有壳程压力Ps,管程压力Pt=0,考虑温差，正温差比负温差危险，分别为管子与壳体的线膨胀系数分别为管子与壳体的平均壁温为换热器装配时的温度()()00θθαθθα−>−s s t t t αs αt θs θ0θ管板的设计思路-2• 2 危险工况的确定c) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,不考虑温差d) 只有管程压力Pt,壳程压力Ps=0,考虑温差，负温差比正温差危险，()()00θθαθθα−<−s s t t管板的设计思路-3 3 管板应力的校核径向应力随半径变化曲线管板的设计思路-4 3 管板应力的调整工程中实际做法-1借助压力容器设计软件管板设计的辅助软件管板的计算十分繁杂，尽管GB151提供了便于工程应用的计算式和图表，但手算工作量很大，为此，我国已开发了包括管壳式换热器在内的化工设备强度计算软件，SW6,包括了管板的设计与校核。

SW6-1998 V2.0 《过程设备强度计算软件包》及PVCAD《计算机辅助设计软件包》压力容器设计计算软件包•SW6《过程设备强度计算软件包》，以下简称SW6-98。

SW6－1998过程设备强度计算软件包用户手册全国化工设备设计技术中心站2003.01.SW6－1998过程设备强度计算软件包用户手册全国化工设备设计技术中心站2003.01.目录一、概述 (1)二、运行环境、安装及启动 (4)三、材料性能及其数据库 (8)四、四个基本受压元件计算 (15)五、卧式容器 (32)六、立式容器设计 (36)七、固定管板换热器 (46)八、浮头式及填料函式换热器 (52)九、U形管式换热器 (56)十、高压设备 (57)十一、塔设备 (63)十二、球形储罐 (70)十三、非圆形容器 (75)十四、零部件计算 (80)附录A SW6－1998的安装 (92)一、概述1.1前言多年以来，SW6作为一个工程设计计算软件在化工设备设计领域为广大工程师提供了巨大的帮助，已成为设备设计人员进行设备设计、方案比较、在役设备强度评定等工作所不可缺少的重要工具。

随着国标GB150、GB151及其其它相关标准的更新改版，SW6的计算内容也必须进行更新。

另外，近些年来计算机的软、硬件技术已取得了很大的进展，基于DOS系统的SW6在用户界面上已显得陈旧，因此，也有必要在这方面对其进行改进。

这次新推出的过程设备计算软件包SW6-98即是在最新改版的国标基础上，对计算内容和用户界面都作了较大的更新和修改。

在内容上，本软件包增强了设备计算的功能，并增加了一些HGJ18－89（即将颁布的HG20582－1998）中的压力元件计算内容。

SW6-98对SW6的更直观的改进在于用户界面，SW6-98的运行环境为Windows系统。

象众多的Windows应用软件一样，SW6-98将使用户感受到直观、方便、灵活的特性。

新版的GB150和GB151在材料、外压锥壳计算、高压静密封、U形管换热器管板等方面都作了较大的修改。

SW6-98当然对这部分计算内容进行了必要的修改以同国标相一致。

同时，考虑到在工程上设计人员有时需对国标GB150和GB151中未列入的压力元件进行设计计算，SW6-98在保留原SW6中有关HGJ16－89的内容外，又增加了一些零部件的计算内容，如无垫片密封焊、非圆形法兰、卡箍、内压弯头、三通和Y形管的计算等。

钢制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p 3.14 MPa设计温度t-30 ℃筒体材料名称16MnDR封头材料名称16MnDR封头型式椭圆形筒体内直径 Di 4200 mm筒体长度L 8400 mm筒体名义厚度δn 45mm 支座垫板名义厚度δrn mm 筒体厚度附加量C 3.3mm 腐蚀裕量C1 3 mm 筒体焊接接头系数Φ1封头名义厚度δhn45mm 封头厚度附加量 C h 3.3mm 鞍座材料名称鞍座宽度 b mm 鞍座包角θ°支座形心至封头切线距离A mm 鞍座高度H mm 地震烈度度内压圆筒校核 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 P c 3.14 MPa设计温度 t -30.00 ︒ C 内径 D i 4200.00mm 材料16MnDR ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ]170.00 MPa 设计温度许用应力 [σ]t170.00 MPa 试验温度下屈服点 σs 285.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 3.00 mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 39.15mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 41.70 mm 名义厚度 δn = 45.00 mm 重量39570.95Kg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 = 3.9250 (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 = 256.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 199.62 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 ]= 2δσφδe t i e []()D += 3.34253MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 159.70 MPa [σ]tφ 170.00 MPa校核条件 [σ]tφ ≥σt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 P c 3.14 MPa设计温度 t -30.00 ︒ C 内径 D i 4200.00 mm 曲面深度 h i 1050.00mm 材料16MnDR (板材) 设计温度许用应力 [σ]t170.00 MPa 试验温度许用应力 [σ] 170.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 3.00 mm焊接接头系数 φ 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P T = 1.25P ct][][σσ= 3.9250 (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 = 256.50MPa 试验压力下封头的应力σT = φδδ.2)5.0.(e e i T KD p += 198.64 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 = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+2i i 2261h D = 1.0000计算厚度 δh = KP D P c it c 205[].σφ- = 38.97mm 有效厚度 δeh =δnh - C 1- C 2= 41.70 mm 最小厚度 δmin = 6.30 mm 名义厚度 δnh = 45.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量6937.06Kg压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]= 205[].σφδδt ei e KD += 3.35904MPa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 P c 3.14 MPa设计温度 t -30.00 ︒ C 内径 D i 4200.00 mm 曲面深度 h i 1050.00mm 材料16MnDR (板材) 设计温度许用应力 [σ]t170.00 MPa 试验温度许用应力 [σ] 170.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 3.00 mm焊接接头系数 φ 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P T = 1.25P ct][][σσ= 3.9250 (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 = 256.50MPa 试验压力下封头的应力σT = φδδ.2)5.0.(e e i T KD p += 198.64 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 = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+2i i 2261h D = 1.0000计算厚度 δh = KP D P c it c 205[].σφ- = 38.97mm 有效厚度 δeh =δnh - C 1- C 2= 41.70 mm 最小厚度 δmin = 6.30 mm 名义厚度 δnh = 45.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量6937.06Kg压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]= 205[].σφδδt ei e KD += 3.35904MPa结论 合格。

强度计算书软件批准号：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：压力容器专用计算软件DESIGNER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p4 MPa设计压力p t0.8 MPas设计温度t120 ︒C设计温度t t60 ︒C s壳程圆筒外径Do 325 mm 管箱圆筒外径Do 325 mm 材料名称Q245R 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 0.80 MPa设计温度 t 60.00 ︒ C 外径 D o 325.00 mm 曲面深度 h o 73.00mm 材料Q235-B (板材) 设计温度许用应力 [σ]t114.50 MPa 试验温度许用应力 [σ] 116.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm焊接接头系数 φ 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P T = 1.25P c t ][][σσ= 1.0131 (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 = 211.50MPa 试验压力下封头的应力 σT = φδδ.2))5.02(.(e e o T K KD p --= 30.29MPa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 = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+2o )(22261nh o h n h D δδ = 1.2750 计算厚度 δh = ()ctoc 5.02][2P K D KP -+φσ = 1.44mm 有效厚度 δeh =δn - C 1- C 2= 6.70 mm 最小厚度 δmin = 3.00 mm 名义厚度 δnh = 8.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量7.75Kg压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]= ()e o et 5.02][2δφδσ--K KD = 3.82974MPa结论 合格计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 P c 0.80 MPa设计温度 t 60.00 ︒ C 外径 D o 325.00 mm 曲面深度 h o 73.00mm 材料Q235-B (板材) 设计温度许用应力 [σ]t114.50 MPa 试验温度许用应力 [σ] 116.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm焊接接头系数 φ 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P T = 1.25P c t ][][σσ= 1.0131 (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 = 211.50MPa 试验压力下封头的应力 σT = φδδ.2))5.02(.(e e o T K KD p --= 30.29MPa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 = ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--+2o )(22261nh o h n h D δδ = 1.2750 计算厚度 δh = ()ctoc 5.02][2P K D KP -+φσ = 1.44mm 有效厚度 δeh =δn - C 1- C 2= 6.70 mm 最小厚度 δmin = 3.00 mm 名义厚度 δnh = 8.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量7.75Kg压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]= ()e o et 5.02][2δφδσ--K KD = 3.82974MPa结论 合格内压圆筒校核 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 P c 4.00 MPa设计温度 t 120.00 ︒ C 外径 D o 309.00 mm 材料 Q245R ( 板材 ) 试验温度许用应力 [σ] 148.00MPa 设计温度许用应力 [σ]t144.20 MPa 试验温度下屈服点 σs 245.00 MPa 钢板负偏差 C 1 0.30 mm 腐蚀裕量 C 2 1.00 mm焊接接头系数 φ 1.00厚度及重量计算计算厚度 δ = c t oc ][2P D P +φσ = 4.23mm 有效厚度 δe =δn - C 1- C 2= 6.70 mm 名义厚度 δn = 8.00 mm 重量72.09Kg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 = 5.1318 (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 = 220.50MPa 试验压力下 圆筒的应力 σT = φδδ.2).(e e o T -D p = 115.77MPa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 ]= )(][2e o t e δφσδ-D = 6.39193MPa 设计温度下计算应力 σt= ee o c 2)(δδ-D P = 90.24 MPa [σ]tφ 144.20 MPa校核条件 [σ]tφ ≥σt结论 合格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p s 4 MPa设计温度T s120 C︒平均金属温度 t s 0 ︒C装配温度t o 15 ︒C壳材料名称Q245R设计温度下许用应力[σ]t144.2 Mpa程平均金属温度下弹性模量E s 2.023e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数αs 1.076e-05 mm/mm︒C圆壳程圆筒内径D i309 mm 壳程圆筒名义厚度δs8 mm 壳程圆筒有效厚度δse 6.7 mm筒壳体法兰设计温度下弹性模量E f’ 1.958e+05 MPa 壳程圆筒内直径横截面积 A=0.25πD i27.499e+04 mm2 壳程圆筒金属横截面积 A s=πδs (D i+δs) 6645 mm2管设计压力p t 0.8 MPa箱设计温度T t 60 ︒C圆材料名称20(GB8163)筒设计温度下弹性模量E h 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)δh 8 mm 管箱圆筒有效厚度δhe 7 mm 管箱法兰设计温度下弹性模量E t” 1.99e+05 MPa 材料名称BFe10-1-1换管子平均温度 t t 0 ︒C 设计温度下管子材料许用应力[σ]t t 62.2 MPa 设计温度下管子材料屈服应力σs t92.8 MPa热设计温度下管子材料弹性模量E t t 1.203e+05 MPa 平均金属温度下管子材料弹性模量E t 1.249e+05 MPa 平均金属温度下管子材料热膨胀系数αt 1.167e-05 mm/mm︒C 管管子外径d12 mm 管子壁厚δt 1 mm计算条件换热管简图计算压力P c 0.80 MPa设计温度 t 120.00 ︒ C内径D i 10.00 mm材料 BFe10-1-1 ( 管材 )试验温度许用应力[σ] 67.00 MPa设计温度许用应力[σ]t 62.20 MPa钢板负偏差C1 0.00 mm腐蚀裕量C2 0.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算计算厚度δ =P DPc itc2[]σφ- = 0.06 mm有效厚度δe =δn - C1- C2= 1.00 mm 名义厚度δn = 1.00 mm 重量 0.39 Kg压力及应力计算最大允许工作压力[P w]= 2δσφδeti e[]()D+= 11.30909 MPa设计温度下计算应力σt = P Dc i ee()+δδ2= 4.40 MPa[σ]tφ 62.20 MPa 校核条件[σ]tφ≥σt结论换热管内压计算合格计算条件换热管简图计算压力P c -4.00 MPa设计温度 t 120.00 ︒ C内径D i 10.00 mm材料名称 BFe10-1-1 (管材)试验温度许用应力[σ] 67.00 MPa设计温度许用应力[σ]t 62.20 MPa钢板负偏差C1 0.00 mm腐蚀裕量C2 0.00 mm焊接接头系数φ 1.00厚度及重量计算计算厚度δ = 0.89 mm 有效厚度δe =δn - C1- C2= 1.00 mm 名义厚度δn = 1.00 mm 外压计算长度 L L= 1252.00mm 外径 D o D o= D i+2δn = 12.00mm L/D o 4.33D o/δe 12.00A值 A= 0.0084027B值 B= 49.54重量 0.39 kg压力计算= $$155 MPa 许用外压力 [P]= BD o e/δ结论换热管外压计算合格设 计 条 件简 图设计压力 p 0.800 MPa计算压力 p c 0.800 MPa 设计温度 t 60.0 ︒ C 法兰输入厚度δf 20.0 mm 法 材料名称 Q345R 许用 f []σ 185.0 MPa 兰 应力 f t []σ 189.0 MPa 材料名称 40Cr 螺 许用 b []σ 196.0 MPa 应力 b t []σ 186.0 MPa 栓 公称直径 d B 20.0 mm 螺栓根径 d d 17.3 mm 数量 n 12 个b b ''=4025.30 m 2.00 垫 2b " 5y (MPa)11.0D 415.0结构尺寸 D i 309.0 D D d b G b b '(")=-+2片 mm D b 375.0 = 347.0d b23.0δ1 16.0 螺 栓 受 力 计 算 预紧状态下需要的最小螺栓载荷W a W a = πb 'D b y =327841.1N 操作状态下需要的最小螺栓载荷W p W p = F '+F 'p + F R = 246552.4N 实际使用螺栓总截面积 A bA b =24dd n π= 2818.8 mm 2弯 矩 计 算F D = 0.785D i 2p c= 59962.1N 整体: L D D D b i 1=--05.()δ活套: L D D D b i =-05.()L D = 33.0 mm T b b c D 0.785'()F D d p F =--2= 17849.6N T L D d b D '.(")=++-0252b b i = 23.5mm pGc ''."F D m p b =⋅⋅⋅628 = 8721.1 N p b '.(")L d b =+052 = 14.0mm F F L F L F L L R D D P P T TR=++''''= 160019.7NL D D d d R b b b =-++()42= 15.8 mm 计算用弯矩 M 0 = F R L R = 2520309.8N .mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 L Dn==πb 98.2mm 最小间距L min =46.0 (查GB150.3-2011表7-3)mm 最大间距L d max =+=32B f δ100.0mm计 算 结 果按弯曲应力确定的法兰厚度 δσπfn 0f t b b =-=6M D nd []()9.4mm 校核合格。

SolidWorks钢板强度计算
可以。

按照对基础假设的不同，静力计算分为：连续点支承梁的计算和连续基础梁的计算。

在连续点支承梁的计算法中，把钢轨视为一根支承在许多弹性支点上的无限长梁。

弹性支点的沉落值假定与它所受的压力成正比。

运用力学理论，任一截面处的钢轨弯矩、压力和挠度都可求得。

如果有许多荷载同时作用于钢轨上，可先分别计算每个荷载对轨道所产生的作用，然后叠加起来。

如需求最大数值时，可选择几个较重的车轮分别置于计算截面上。

按照机车车轮的排列进行计算比较求得。

在连续基础梁的计算法中，则把钢轨视为一根支承在连续弹性基础上的无限长梁。

同样，用力学理论，可求出钢轨任一截面的弯矩、压力和挠度。

与连续点支承梁方法相比，计算结果相差不多。

但在基础刚度较大时，两种计算结果相差可达10%左右。

①垂直压力主要来自车轮的静重（静荷载）。

在列车运行时，由于机车车辆的振动，轨道和车轮的不平顺，以及蒸汽机车动轮和主动轮构件的作用，除静荷载外，在垂直方向，轨道还承受许多额外的附加力。

所有这些附加力连同静荷载一起，称为垂直动荷载。

②横向水平力主要是由机车车辆摇摆及作蛇行运动以及它们通过曲线时向外推动而产生的。

③纵向水平力主要包括机车加速、制动时的纵向水平分力，在长大坡道上机车车辆重量的纵向水平分力，以及因钢轨的温度变化而产生的温度力。