对美国“锅炉及压力容器规范VIII—1”的理解之三法兰及其派生体的设计.pdfVIP

维普资讯 本文 旨在定性分析华脱尔斯法应力性质的基础上，以ASMEⅢ一1规范 【】的条文为依据，对应用法兰计算 原理 的中央开有单个大 圆孔昀整体平盖和倒置(反向)法兰的应力式进行分析 以理解其涵义并正确使用。 YM 前 言 = 矿。一ZS (3) 法兰的应力计算式始于 1937年华 脱 尔斯 的 螺栓法兰联接的应力式”一文，至今许多 国 家容器规范 的应力式都基于该文 ，并在该文 的 基础上对某些派生件提 出了应力计算式 。因为 涉及圆筒、锥颈和环板三者构成的两对 边缘 问 题 ，使华脱尔斯法应力式 的推导甚为复杂 ，实 际上所列出的应力式在形式上都已简化，涉及 到复杂 的表达部分 已列成各项系数及 图表 ，所 仨j， 以在使用时 尚称方便 。从设计角度出发，并不一 三}一 定要全部弄清其公式的具体推导过程 ，但是应 一 了解其使用范围、所采用的力学模型、各项应 力值 的意义、所在地 区以及近似处理 的条件等 ， m< 这样不仅在设计中一旦发生意外便于分析并改 进 ，且对其各派生件计算公式的理解也有所帮 助 。 华脱尔斯法法兰应力式的简单介绍 丑 。 a 华脱尔斯把整体法兰视为壳体 、锥颈和环 T 板三者 的组合 ，见 图 1，在作了弹性 (包括不产 图 1 生屈服和蠕变)、略去环板上 因开螺栓孔而 引起 其中 。为计算弯矩，由法兰为满足预紧的螺 的削弱 、并略去 因内压所 引起 的薄膜应力等假 栓载荷或为满足工作时的各项载荷两者 中起决 设后，可 以推得需要校核的最大应力为锥颈上 定作用 的为准 }其余各符号除为法兰各结构尺 的轴 向(弯曲)应力 S (可以在大端或小端，视 寸外均可 由法兰结构尺寸按规范提供的图表查 锥颈锥 宦太小而定)，法兰环上的径 向(弯曲)应 得 。 力S 荆I切 向(弯 曲)应力 ： 对于活套法兰 ，则 由于法兰环和壳体不存 H—器L (1)在连接关系，因而法兰环在螺栓力作用下不受 约束而可以自由旋转，此时除不存在壳体颈部 的轴 向应力外，法兰环 由于只旋转、不弯曲，故而 (z) 也不存在径 向弯曲应力而只有切向弯曲应力； 一 6 一 维普资讯 SE=0 (4) 此种结构属法兰 的派生结构，和法兰不 同 。 SA= 0 (5) 的是并不存在垫片 ，因而用M 。=H 。h。+H h v 。 式计算其计算弯矩 肘a，分析其应力时可 以看 sf=! (6) 作