凸緣補強計算，竟然存在一個(gè)奇點(diǎn)？（續）

ASME的附錄1-10是壓力面積法，其原則是在鄰近開(kāi)孔處所加補強材料的截面積應≥殼體由于開(kāi)孔而失去的截面積，其分析如下：

對比上圖以及下面的公式，其中公式中的AP為斜線(xiàn)I+II+III的面積，AT為斜格線(xiàn)的面積。

由于凸緣不斷增長(cháng)，AP和AT的面積都在增長(cháng)，但是AP和AT的增長(cháng)趨勢不一樣。對于小開(kāi)孔，接管內徑不變，外徑不斷增加，會(huì )導致Ap面積基本不變，但是AT面積增加快。是的分子項減少，從而使的Pmax1不斷增加。符合我們的預想：接管厚度越厚，最大允許內壓就越大。

當凸緣成了大開(kāi)孔，補強寬度h和h1都大幅度增加，數量級和AT相當。從而它們的比值有可能小于筒體半徑和厚度的比值*0.5（Rxs/teff），使得Pmax1得到不合理的結果，負數。當分子2*Ap/AT-Rxs/teff趨向于0時(shí)，Pmax就正無(wú)窮大轉到負無(wú)窮大。

這個(gè)結果應該就是其公式不合理的地方，并不是不合格，而是公式成為負數的時(shí)候，已經(jīng)變得更安全了。

ASME2017已經(jīng)發(fā)布了，按照ASME VIII I-2017開(kāi)孔補強的另一規則：

- 附錄1-9 基于爆破試驗的開(kāi)孔補強規則

- 附錄1-10 基于壓力面積法的開(kāi)孔補強規則

上述2個(gè)開(kāi)孔規則委員會(huì )難道認為陳舊過(guò)時(shí)，不再更新且現在刪除了規則？

用戶(hù)可以選擇規范案例2695來(lái)應用Ⅷ-2中Part4,4.5.5最新壓力面積開(kāi)孔補強規則。

既然1-10不可信，補強不可信，而且管口載荷的計算又超界。那么分析一下還是有必要的。

先建立夾套模型：

再劃分網(wǎng)格：

夾套焊縫細節：

凸緣細節：

邊界條件：

1. 筒體和夾套上表面垂直方向位移為0，筒體周向轉動(dòng)為0.

2. 內筒體內表面施加均布壓力為7.4MPa。

3. 夾套內表面施加均布載荷1.5MPa。

4. 內筒下表面施加等效壓力56.79MPa。

5. 凸緣端面等效壓力0.984MPa。

6. 凸緣根部施加凸緣載荷，3力3彎矩。

然后可以得到設備的應力云圖：

最大應力點(diǎn)在凸緣處：

經(jīng)過(guò)線(xiàn)性化：

最大局部薄膜應力和薄膜加彎曲應力都在路徑4上。

PL=102.3<1.5S=206.85

PL+Pb+Q=161<3S=413.7

項目說(shuō)這個(gè)部件有很多個(gè)，希望能夠省錢(qián)。省錢(qián)點(diǎn)在哪里呢？

評定一下夾套封板結構吧，經(jīng)過(guò)線(xiàn)性化，這幾條路徑上的應力都很低。封板用的80厚，的確有點(diǎn)厚。

根據ASME VIII I附錄9，可以用公式計算夾套封板的厚度。大約24厚就夠了，如果需要優(yōu)化，就優(yōu)化這個(gè)特別厚的封板吧。