整体型翅片管的强度分析

鱼鱼 关注

2024-09-11 21:32 | 0 | 0 | 页数: 2 | 大小: 56 KB

· 试 验 研 究 · 整 体 型 翅 片 管 的 强 度 分 析 吴 学 安 （ 清 华 大 学 热 能 工 程 系 北 京 ! " " " # $ ） ! 极 限 承 载 能 力 试 验 整 体 型 翅 片 管 是 洛 阳 市 某 研 究 所 开 发 的 新 产 品 ， 该 产 品 是 用 % " ! 碳 钢 无 缝 钢 管 ， 经 热 挤 压 成 形 。 翅 片 是 单 头 螺 旋 形 ， 螺 距 & ’ ’ ， 翅 片 的 厚 度 为 ! ( % ’ ’ ， 翅 片 的 高 度 是 ! " ’ ’ ， 管 外 径 和 管 壁 的 厚 度 可 根 据 需 要 选 定 ， 试 样 见 图 ! 。 现 以 管 外 径 为 ) " ’ ’ ， 管 壁 厚 * ’ ’ 的 整 体 型 钢 翅 片 管 为 例 进 行 强 度 分 析 。 图 ! 整 体 型 钢 翅 片 管 结 构 图 现 行 圆 筒 形 容 器 的 强 度 分 析 方 法 （ 即 薄 膜 理 论 ） ， 对 这 种 结 论 的 翅 片 管 不 适 用 。 为 此 ， 对 该 型 管 子 进 行 了 承 受 内 压 时 极 限 承 载 能 力 试 验 ， 试 验 介 质 为 常 温 水 ， 试 样 的 长 度 为 ) " " ’ ’ ， 共 三 件 ， 用 高 压 试 压 泵 加 压 。 试 压 泵 的 型 号 为 + , - ! # ／ ! " " ， 额 定 压 力 是 ! " " . / 0 ， 试 验 系 统 见 图 % ， 三 个 试 样 测 试 结 果 为 ： ! 号 试 样 的 屈 服 压 力 # & ( " & . / 0 。 % 号 试 样 的 屈 服 压 力 1 & ( ! 1 . / 0 。 * 号 试 样 的 屈 服 压 力 为 1 % ( & " . / 0 。 由 于 试 压 泵 的 最 高 压 力 为 ! " " . / 0 ， 所 以 未 进 行 爆 破 试 验 。 计 算 机 控 制 系 统 ! 试 压 泵 ! 试 件 图 % 试 验 系 统 由 三 个 试 样 的 试 验 结 果 得 到 平 均 屈 服 压 力 为 1 % ( & % . / 0 ， 按 2 3 1 % % % - # # 《 水 管 锅 炉 受 压 元 件 强 度 计 算 标 准 》 ， 受 压 元 件 的 最 高 允 许 计 算 压 力 为 ： ［ ! ］ 4 ｛ " # $ $ % % ［ ! ］ & ! # ／ $ $ % $ ［ ! ］ & $ ! # ’ ｝ " ( ) （ ! ） 式 中 ： ［ ! ］ — 工 作 温 度 时 的 最 高 允 许 计 算 压 力 ， . / 0 。 " # $ — 试 验 温 度 时 的 爆 破 压 力 ， . / 0 。 $ % $ — 经 受 验 证 试 验 的 元 件 最 薄 弱 处 的 壁 厚 ， ’ ’ 。 $ % % — 实 用 元 件 对 应 于 试 验 元 件 $ % $ 处 的 实 际 壁 厚 ， ’ ’ 。 ［ ! ］ & — 基 本 许 用 压 力 ， . / 0 。 ［ ! ］ & $ — 试 验 温 度 时 的 基 本 许 用 应 力 ， . / 0 。 ! # — 材 料 在 % " 5 时 的 抗 拉 强 度 ， . / 0 。 ! # ’ — 元 件 材 料 在 % " 5 时 的 实 际 抗 拉 强 度 ， . / 0 。 " ( — 焊 缝 减 弱 系 数 。 ) — 铸 件 的 质 量 系 数 。 · ! · 第 ! 6 卷 第 ) 期 中 国 锅 炉 压 力 容 器 安 全
1/2
考 虑 到 本 试 验 的 试 件 与 实 际 材 料 没 有 多 大 差 异 ， 而 且 是 无 缝 钢 管 ， 故 取 ! " ! ／ ! " ! " # ， ［ ! ］ # ／ ［ ! ］ # ! " # ， ! $ ／ ! $ % " # ， " & " # ， ’ " # 。 所 以 ， ［ ( ］ " ) $ ! ／ $ （ ! ） 对 于 一 般 低 碳 钢 ， 屈 服 压 力 总 小 于 爆 破 压 力 ， 将 试 验 得 到 的 屈 服 压 力 代 入 上 式 可 得 ［ ) ］ " % ! & ’ ! ／ $ " ! ( & # ( * ( + ， 这 是 个 偏 于 保 守 的 结 果 。 此 外 又 对 该 型 翅 片 管 在 热 挤 压 前 的 光 管 和 挤 压 后 的 翅 片 管 做 了 机 械 性 能 试 验 ， 结 果 见 表 # 。 表 ! 机 械 性 能 ! ! （ ) * + ） ! $ （ ) * + ） # （ , ） 备 注 原 钢 管 ! $ - ! - . ( % . ( / - # ( & . ! ! & . 外 断 变 形 加 工 钢 管 ! 0 . ( . - $ 0 - $ / . # ( & . # ( & . " 理 论 计 算 分 析 由 薄 膜 理 论 可 知 ， 当 薄 壁 圆 筒 承 受 内 压 时 其 环 向 应 力 ! $ ， 轴 向 应 力 ! , ， 径 向 应 力 ! - 分 别 为 ： ! $ " ( . ) ／ ! / ， ! , " ( . ) ／ $ / ， ! - " . （ ( ） 式 中 ： ) — 内 压 力 ) * + 。 . ) — 平 均 直 径 1 1 。 / — 壁 厚 1 1 。 按 第 三 强 度 理 论 得 到 其 当 量 应 力 为 ! 0 " ( . ) ／ ! / ， 即 在 三 向 应 力 状 态 下 ， 按 第 三 强 度 理 论 得 到 了 相 当 于 单 向 拉 伸 的 拉 应 力 是 ! 0 。 对 于 没 有 翅 片 的 光 管 ， 管 外 径 - . 1 1 ， 管 壁 厚 ( 1 1 ， 由 当 量 应 力 ! 0 " ( . ) ／ ! / ， 导 出 ) " ! / ! 0 ／ . ) ， 由 2 3 % ! ! ! 4 / / 《 水 管 锅 炉 受 压 元 件 强 度 计 算 标 准 》 查 得 ： ! . ! 钢 管 的 屈 服 应 力 为 ! ! " ! $ - ) * + ， 于 是 ： ) ! " ! 5 ( 5 ! $ - ／ $ 0 " ( # 6 ( ) * + 。 光 管 屈 服 压 力 是 ( # & ( ) * + ， 整 体 翅 片 管 的 试 验 屈 服 压 力 % ! & ’ ! ) * + ， 将 近 光 管 的 ( 倍 。 整 体 翅 片 管 结 构 上 相 当 于 光 管 的 外 壁 缠 绕 了 高 度 为 # . 1 1 ， 厚 度 为 # & ! 1 1 螺 旋 距 为 ’ 1 1 的 加 强 筋 ， 所 以 整 体 翅 片 管 的 承 载 能 力 比 光 管 强 。 假 设 把 翅 片 管 的 管 壁 厚 度 加 上 ! ／ ( 的 翅 片 管 高 度 ， 按 光 管 进 行 计 算 （ 相 当 于 把 翅 片 管 的 翅 片 高 度 ! ／ ( 切 掉 补 充 到 凹 进 部 位 变 为 光 管 ） 则 此 时 管 的 外 径 为 ’ $ 1 1 ， 管 壁 的 厚 度 为 # . 1 1 ， 管 子 的 平 均 直 径 是 . ) " ’ $ 4 # . " - $ 1 1 ， 代 入 ) " ! / ! 0 ／ . ) 得 到 ： ) ! " ! 5 # . 5 ! $ - ／ - $ " % . & 0 ) * + ， 这 个 计 算 结 果 与 整 体 翅 片 管 的 试 验 屈 服 压 力 接 近 ： % ! & ’ ! ) * + 。 # 结 论 由 试 验 和 理 论 两 方 面 对 整 体 翅 片 管 的 强 度 分 析 表 明 ， 这 种 形 式 的 管 子 和 同 内 径 等 壁 厚 的 光 管 相 比 承 受 能 力 接 近 是 光 管 的 ( 倍 。 所 以 ， 用 这 种 管 制 造 锅 炉 的 承 压 元 件 其 强 度 是 足 够 的 。 参 考 文 献 # 李 之 光 ， 王 铣 庆 ， 《 锅 炉 受 压 元 件 强 度 分 析 与 设 计 》 ， 机 械 工 业 出 版 社 ， # % / - 年 ! 四 〇 七 厂 实 验 室 ， “ 散 热 器 管 组 织 分 析 检 验 报 告 ” ! . . . 年 （ 收 稿 日 期 ! . . . 4 # . 4 ( . ） · ! · 中 国 锅 炉 压 力 容 器 安 全 第 # 0 卷 第 - 期
2/2
文档点评
相关文档
相关文章
藏友最新文档
好网角移动端
好网角APP
手机一键收藏