壓力管道應(yīng)力分析ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-12 18:01本頁(yè)面
【正文】 4）設(shè)計(jì)溫度? 原則上說，設(shè)計(jì)溫度應(yīng)為管道器壁溫度，實(shí)際設(shè)計(jì)中以介質(zhì)的操作溫度作為設(shè)計(jì)溫度? （ 5）壁厚附加量? C1管子壁厚負(fù)偏差、彎管減薄量的附加值，? C2管子腐蝕、磨損減薄量的附加值， ? （ 6）名義厚度? tn ≥ tsd并向上圓整到材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度? 問答題? （ 1）什么是應(yīng)力的自限性？? 二次應(yīng)力是由于熱應(yīng)力或變形約束而產(chǎn)生的應(yīng)力，結(jié)構(gòu)在受載時(shí)因變形協(xié)調(diào)而使應(yīng)力得到緩解，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力的自限性。 ? 數(shù)值為材料的強(qiáng)度極限除以安全系數(shù)。一次應(yīng)力必須滿足外載荷與內(nèi)力及內(nèi)力矩的靜力平衡關(guān)系，它隨外載荷的增加而增加，不會(huì)因達(dá)到材料的屈服點(diǎn)而自行限制。 C11的大小與材 料、壁厚及管子級(jí)別有關(guān)? C2 管子腐蝕、磨損減薄量的附加? 值， mm。? C 壁厚附加裕量 , mm. ? （ 3）管子的名義厚度 tn? tn ≥ tsd并向上圓整到材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的厚度? 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定? ts= PD0 / (2[σ] tEj+ PY) ? （ 1）設(shè)計(jì)壓力 P（ GB 50316 ， P13)? 設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不小于操作條件最苛刻時(shí)的壓力。? [σ] t 管子材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用? 應(yīng)力 , MPa。? D0 管子的外徑， mm。（ p33)四、壓力管道的強(qiáng)度計(jì)算? 承受內(nèi)壓管子的強(qiáng)度分析? 承受內(nèi)壓管子，管內(nèi)任一點(diǎn)上的應(yīng)力? 狀態(tài)可以用三個(gè)主應(yīng)力來表示：? σ 1 =σ θ = PDn / 2te ? σ 2 =σ z= PDn2 / [4te (Dn+te)]? σ 3 =σ r= P / 2? 式中： P 介質(zhì)內(nèi)壓 MPa? Dn 管子的內(nèi)徑 mm? te 管子的有效 (當(dāng)量）壁厚 mm? 管子壁厚計(jì)算（ GB 50316)? （ 1）管子計(jì)算壁厚 ts? 承受內(nèi)壓管子計(jì)算壁厚公式：? ts= PD0 / (2[σ] tEj+ PY) ? 式中： ts 管子的計(jì)算壁厚 , mm。? （ 2）二次應(yīng)力的強(qiáng)度條件? 二次應(yīng)力產(chǎn)生的破壞，是在反復(fù)加載及冷熱交換作用下引起的疲勞破壞，根據(jù)安定性準(zhǔn)則來規(guī)定其許用應(yīng)力值，這是一個(gè)防止結(jié)構(gòu)反復(fù)發(fā)生正反方向屈服變形的準(zhǔn)則。? 一般進(jìn)行下列兩項(xiàng)驗(yàn)算：? 1）管道在工作條件下，內(nèi)壓折算應(yīng)力的驗(yàn)算? 內(nèi)壓在管道器壁上產(chǎn)生的主應(yīng)力分別為：? 環(huán)向、軸向、徑向? 強(qiáng)度條件為，最大當(dāng)量應(yīng)力不超過材料在工作溫度下的基本許用應(yīng)力? σ e ≤[ σ] t ? 其中 :? σ e 內(nèi)壓折算應(yīng)力或叫 當(dāng)量 應(yīng)力 ? t 操作時(shí)，管道器壁的溫度? 2）管道在工作條件下，內(nèi)壓軸向應(yīng)力和持續(xù)外載荷的驗(yàn)算? 軸向應(yīng)力 除了內(nèi)壓外，外載荷如管道重量、部件重量、支反力也會(huì)在軸向產(chǎn)生彎曲應(yīng)力與內(nèi)壓軸向應(yīng)力疊加。? （ 3）三向應(yīng)力的計(jì)算公式（ GB 50316)? σ θ = PDn / 2te ? σ z= PDn2 / [4te (Dn+te)]? σ r= P / 2? 式中： P 介質(zhì)內(nèi)壓 MPa? Dn 管子的內(nèi)徑 mm? te 管子的有效 (當(dāng)量）壁厚 mm? （ 4）其他載荷在管壁中產(chǎn)生的應(yīng)力主要在管道的軸向? 管子重量（自身、介質(zhì)、保溫層）? 零部件的重量? 支吊架產(chǎn)生的支反力? 風(fēng)力、地震產(chǎn)生的載荷? 管道溫度變化所產(chǎn)生的溫差應(yīng)力? 管道安裝所產(chǎn)生的約束力? 設(shè)備的變形或位移在管道上產(chǎn)生的附加載荷三、一般壓力管道應(yīng)力許用值的限定 ? 材料的極限值? 屈服極限 σ s、斷裂極限 σ b、蠕變極限σ D、疲勞極限等 σ n? 安全系數(shù)? ns = 、 nb=3? 許用應(yīng)力? [σ]=min ?σ s/ ns 、 σ b/ nb ?? 許用應(yīng)力 是在考慮了各種可能因素的情況下人為指定的應(yīng)力許用上限，一般由查表得到。 ? 當(dāng)管壁的厚度與管直徑相比較小時(shí)，在半徑方向的擠壓應(yīng)力 σ r可以忽略不計(jì)，管壁內(nèi)只有兩個(gè)方向的主應(yīng)力，稱為兩向應(yīng)力狀態(tài)或平面應(yīng)力狀態(tài)，反之，稱為三向應(yīng)力狀態(tài)或平面應(yīng)力狀態(tài)? （ 2）薄壁管與厚壁管? 當(dāng)管道外徑 /內(nèi)徑 ?， 管道稱為薄壁管，應(yīng)力分布為兩向應(yīng)力狀態(tài)或平面應(yīng)力狀態(tài)。? 3）峰值應(yīng)力 F? 峰值應(yīng)力是由于載荷、結(jié)構(gòu)形狀突變而引起的局部應(yīng)力集中的最高應(yīng)力值 ,是引起疲勞破壞或脆性斷裂的可能根源。通常稱為熱脹二次應(yīng)力。? 二次應(yīng)力不是由外載荷直接產(chǎn)生的，其作用不是為平衡外載荷，而是結(jié)構(gòu)在受載時(shí)變形協(xié)調(diào)而使應(yīng)力得到緩解 。? 這種應(yīng)力只引起局部屈服如管子與設(shè)備的焊接處或法蘭盤與管子的連接處。? 如：風(fēng)載荷在管壁產(chǎn)生的軸向彎曲應(yīng)力。它在內(nèi)、外表面上大小相等、方向相反。? 一次總體薄膜應(yīng)力達(dá)到材料的屈服點(diǎn)就意味著管道在整體范圍內(nèi)發(fā)生屈服，應(yīng)力不重新分布，而是直接導(dǎo)致破壞。? 另外，當(dāng)一次應(yīng)力超過屈服點(diǎn)時(shí)將引起管道總體范圍內(nèi)的顯著變形或破壞，對(duì)管道的失效及破壞影響最大。? 一次應(yīng)力必須滿足外載荷與內(nèi)力及內(nèi)力矩的靜力平衡關(guān)系，它隨外載荷的增加而增加，不會(huì)因達(dá)到材料的屈服點(diǎn)而自行限制，所以，一次應(yīng)力的基本特征是 “非自限性 ”。? 目前，比較通用的應(yīng)力分類方法是將壓力管道中的應(yīng)力分為三大類：? 一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和峰值應(yīng)力。? （ 2）應(yīng)力分類? 壓力管道應(yīng)力分類的依據(jù)是應(yīng)力對(duì)管道強(qiáng)度破壞所起作用的大小。? 在管道的強(qiáng)度設(shè)計(jì)中，主要考慮的載荷有介質(zhì)內(nèi)壓、自重、支反力，及附加位移等，介質(zhì)內(nèi)壓是強(qiáng)度計(jì)算的最主要的依據(jù)。 因此，對(duì)壓力管道進(jìn)行較為充分的載荷和應(yīng)力、應(yīng)力與變形分析，構(gòu)成了壓力管道設(shè)計(jì)的重要理論基礎(chǔ)。 對(duì)于壓力管道，介質(zhì)的內(nèi)壓是最主要的載荷，也是管道強(qiáng)度計(jì)算的主要依據(jù)
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