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重慶法蘭是壓力容器中最常見的部件。經(jīng)常遇到有朋友問,如果一個(gè)重慶法蘭需要分析其應(yīng)力,并評(píng)定其安全性,應(yīng)該選擇采用什么樣的模型以及邊界條件,是否一定要建配對(duì)法蘭,墊片,螺栓螺母,采用三維模型接觸分析呢?
我的意見是:一般情況下,如果只是重慶法蘭的分析,大可不必三維接觸分析。重慶法蘭分析采用平面模型不但計(jì)算量低而且計(jì)算的更為準(zhǔn)確。
規(guī)范中的WATERS法計(jì)算重慶法蘭就是采用的軸對(duì)稱模型。分析中用軸對(duì)稱,然后結(jié)合規(guī)范中的載荷施加方法,就很容易獲得重慶法蘭的邊界條件。
邊界條件為:
施加內(nèi)壓,墊片壓緊力Pf和操作工況的螺栓作用力Pb。
但是認(rèn)真想一想,我們用常規(guī)的Waters法計(jì)算重慶法蘭時(shí),采用的是操作工況的螺栓載荷嗎?
我們的重慶法蘭很多時(shí)候是預(yù)緊狀態(tài)控制的!
由介質(zhì)壓力以及有關(guān)墊片參數(shù)m,y和墊片有效寬度b計(jì)算所得的操作狀態(tài)下螺栓力Wm僅用來確定設(shè)計(jì)狀態(tài)下的最小螺栓截面積,如果將其作為實(shí)際的螺栓安裝預(yù)緊力,是不能保證重慶法蘭接頭密封要求的,很大概率是要泄露。
另外墊片被壓縮時(shí),是外緊內(nèi)松的,墊片處的Pf=2mPc,等效力不是均勻分布的,而且對(duì)內(nèi)壓,墊片載荷Pf,螺栓力Pb,其三者是無法平衡的。
所以采用這種邊界條件,計(jì)算出來的重慶法蘭,可以發(fā)現(xiàn),重慶法蘭部分都是應(yīng)力比較低的,分析的計(jì)算結(jié)果用來評(píng)定法蘭本體,是完全不可信的。
上優(yōu)管件-20年沉淀,專注于法蘭管件行業(yè)
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