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圆管结构螺栓法兰接头的强度分析

发布于:2016-04-18 20:28
强度分析

      近年来圆管越来越广泛地应用于各结构中,由于安装与制作等各种需要,螺检法兰按头是这类结构中必不可少的部件。在这类结构中圆管杆件仅承受轴间拉力,共议计计算比较筒单,但连接一处的应方分布比较复杂,应力水平较高,接头附近很容易产生强度破坏,从而造成整个结构的破坏,所以合理地设计这种接头是非常重要的,需要对其进行详细的强度分析
      研究人员进行了一系列圆结构螺性法兰接头的试验研究,提出了一套经验设计方法。其主要思想是根据管的壁厚确定法兰盘的厚度,使螺栓与法兰益不会发生强度破坏,而管的强度可由整体结构的设计来确定。这一方法被英国标准委员会(BS1)析推存,但这一方法并不属于关国标准。由于这一方法并没有揭示接头本身的力学特性,其可行性也需在今后的应用中加以检验。圆形螺柱法兰接头在压力容器中应用也非常广泛,从本世纪30年代到70年代,法兰设计一直足非常热门的研究一课题。研究工作对法兰的设计方法都有过重大的影响,特别是提出的方法一直是世界各国设计规范中所采用的主要方法。
      由于与强度问题相比,泄露问题对压力容器更为重要,虽然以上文献中所采用的法兰强度分析并不精确,但鉴本上可以满足设计的要求。圆管结构中的接头与压力容器中的接头在结构,载荷及设计要求上有很大的差别,压力容器中所采用的法兰设计方法是不能应用到圆管结构的法兰设计中的。但压力容器法兰接头的研究方法非常有助于对圆管结构法兰接头进行研究。
      随着圆管结构应用范围的扩大,螺性法兰接头的设计方法更为重要,但目前所采用的设计方法还很不完善,有关这方面的研究报导较少。本研究将对各类圆形法兰接头所采用的设计方法进行简要的总结与讨论,并对一般情况下的法兰接头进行精确的强度分析。
      早期由于板壳理论的应用很不普及,在压力容器的法兰一没计中采用了梁的计算公式。由于这类公式精度很低,在压力容器的法兰设计中已很少采用。但在圆管结构的法兰设计中,由于没有合适的设计方法,一些设计者仍采用这种方法。如图所示,假设法兰沿x-x轴弯曲,根据法兰的几何尺寸与螺往的作用力求出法兰中的最大应力,这种方法显然是不合理的,应该在设计中废除。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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