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鉴定及获奖情况:
1 按GB 150-89“钢制压力容器”开发的《钢制压力容器计算软件包》于1991年11月28日,由“全国压力容器标准化技术委员会”
组织鉴定通过(91鉴字 01号)。软件包代号:H900。
2
1998年7月31日“全国压力容器标准化技术委员会设计分委员会”,对按GB 150-1998升级的《钢制压力容器计算软件包》进行
复查审核(98设字第2号)。升级后软件包的代号改为:UR98。
3《钢制压力容器计算软件包》是中国石油化工总公司科技进步奖的获奖成果(证书号:93-3-101)。
注:以上鉴定证书及获奖证书的复印件,将随“用户手册”提供给本软件包的使用单位。
软件包简介:
1 编制依据为:(1) GB 150-1998 钢制压力容器; (2) GB 151-1999 管壳式换热器; (3) GB 12337-1998 钢制球形储罐;
(4) GB 16749-1997 压力容器波形膨胀节; (5) HG 20582-1998 钢制化工容器强度计算规定 ;
(6) JB/T 4710-2005 钢制塔式容器; (7) HG/T 20569-1994 机械搅拌设备;(8) JB/T 4731-2005 钢制卧式容器.
2 计算项目: (1) 内压圆筒及内压球壳计算;(2) 外压圆筒及外压球壳计算;(3) 各式封头受内压及受外压计算;
(4) 各类开孔补强计算;(5) 各式法兰计算;(6) 各式换热器管板及膨胀节计算;(7) 钢制塔式容器计算;
(8) 钢制球形储罐计算;(9) 机械搅拌设备搅拌轴计算;(10)钢制卧式容器计算;(11)受内压斜锥壳计算。
目前《钢制压力容器计算软件包》UR98 有演示版和标准版。
标准版共1480个文件,容量约133 MB。
《晨光UR 钢制压力容器计算软件包 UR98》使用说明(摘要) 2005年10月10日 1 软件包的计算内容
1.1 编制依据
本软件包的计算模块,分别按以下标准编制:
(1) GB 150-1998 钢制压力容器
(2) GB 151-1999 管壳式换热器
(3) GB 12337-1998 钢制球形储罐
(4) GB 16749-1997 压力容器波形膨胀节
(5) JB/T 4710-2005 钢制卧式容器
(6) HG 20582-1998 钢制化工容器强度计算规定
(7) JB/T 4710-2005 钢制塔式容器
(8) HG/T 20569-1994 机械搅拌设备
本软件包在运行时显示或打印的章节号、公式号、图表号与相应标准完全相同,各参数使用的符号与相应标准基本相同。运行时要参阅相应标准,各参数的取值一定要在相应标准规定的范围之内。
“UR98”为本软件包的代号,“晨光UR”为本软件包的商标号。
1.2 软件包的结构形式及容量
本软件包由原始数据输入部分、数值计算部分和计算结果输出部分,三组模块群组成。输入和计算结果输出部分为公用模块群,可以服务于任何一个计算模块,见图1-1。
本软件包WIN版有1400多个文件,容量约140MB,装载在1张光盘上。
1.3 输入、输出模块群的主要文件及功能
此类模块群共有42个文件,其中EXE文件有9个,其余为数据文件。
1.3.1 输入部分模块群的功能
UR46.EXE、UV46.EXE、UR463.EXE、UR464.EXE、URCD0001.DAT 为输入部分主要文件。具有以下6项功能:
(1) 打印原始数据空白表功能
同一个工程计算模块,由于工艺情况、结构参数不同,所以各算题要求输入的原始数据也不尽相同。本项功能可以针对不同的算题情况,打印出一份智能化的原始数据空白表,表中要求准备的原始数据不多也不少,供计算者在设计室内填写原始数据的具体数值。原始数据准备的正确与否,是计算成败的关键。计算时应充分利用此项功能。
(2) 键盘输入原始数据功能
这是原始数据输入部分的核心功能。应用此功能时,屏幕上将显示将要输入的原始数的名称、单位和符号,由键盘输入数值。原始数据的大小如果有限制,输入的数值超出范围时,将有提示信息,并要求重新输入数值。屏幕上显示的原始数据的输入次序,完全与原始数据空白表上的次序相附,以利于按表键入数值。原始数据输入完毕后,在幕上还能将原始数据显示出来,供输入者检查、修改已输入的数据。
(3) 代码类原始数据输入时屏幕上提示功能
程序设计中常用数字代表某一种结构形式、或某一种工艺状态,这种数字叫代码类原始数据。数字表示的内容是程序开发者自己定义的,程序使用者不知道,输入时要翻看用户手册,很不方便。为了解决这一问题,在原始数据输入部分设置了屏幕上提示功能。即在遇到代码类原始数据输入时,屏幕上先显示代码及其代表内容的信息,不用翻看用户手册,就知道应该输入什么代码。
(4) 原始数据的永久存盘功能
工程计算多数情况,很难一次成功,而需要反复计算才能得到理想结果。特别是原始数据较多时,每算一次都要输入一回原始数据,非常麻烦。本项功能可以使输入的原始数据永久存盘,供以后调用。
(5) 调用已存盘的原始数据功能
对于以前曾计算过的算题,本次计算要利用磁盘上存储的数据,修改个别数值,再进行计算。用此项功能时,屏幕上应首先显示已经存盘的原始数据目录,按目录选取,需要的原始数据便可调出并能在屏幕上显示。显示观察时可以修改个别数值,生成一组新的原始数据,新的一组原始数据仍可永久存盘,且不覆盖修改前的原始数据。
(6) 删出已经存盘的原始数据功能
程序使用时间长了,计算的题目很多,磁盘上存储的原始数据可能很杂乱,有的数据没有保留价值,应该将其删除。利用本项功能可达此目的。
1.3.2 输出部分模块群的主要文件及功能
UR462.EXE、UR45.EXE、UR0F.EXE、UV46.EXE是输出部分的主要文件。具有以下8项功能:
(1) 分页列表显示原始数据及计算结果功能
本项功能可以在计算结束后,在屏幕上集中显示原始数据、计算中间结果、计算最后结论的名称、单位和数值。也可以对以前计算过的算題,直接调出磁盘上已存储的数据进行屏幕显示。
(2) 分页列表打印原始数据及计算结果功能
屏上观察计算结果满意后,可选择列表打印功能。表格形式符合工程设计文件规范的要求。先在屏幕上予览表格的形式及内容,合格后再打印。打印时屏上显示使用打印纸规格、共打印多少页及正在打印第几页的信息。
还可
用A4 纸仿手工计算书式打印计算结果(含有用符号表示的公式及用数字表示的算式)。特别适用于校对者和审核人的审阅和会签。这是本软件包的特色之一。
(3) 计算结果永久存盘功能
计算结果也可像原始数据一样,一次计算之后能永久存盘。以后再用时,开机后不必再经过计算,就可以直接调出阅读或打印。
(4) 打印手工计算空白表功能
工程计算程序化,将在一定程度上使手工计算技能退化。利用本项功能,可打印出一份供填写手工计算结果的空白表。空白表的设计与手工计算步骤相符。
(5) 输入手工计算值功能
(6) 观察手工计算结果与程序计算结果对照分析功能
(7) 打印手工计算结果与程序计算结果对照分析表功能
(4)~(7) 四项功能是专为训练手算技能而设置的。在手、电算结果分析表中,能显示或打印手、电算结果的相对差,最后能统计出最大相对差(绝对值)和平均相对差,依此可评定被考核对象的手算成绩。这些功能对教学和青年设计师的培训具有重要意义。
计算软件再丰富,也不能包含所有的工程计算内容。会手算是能上机进行电算的基础,是能审查电算结果的前提。使用计算软件后,手算技能不能丢。笔者认为:对于青年设计师,应该在手算技能达到一定程度后,方准上机使用程序进行工程计算。
(8) 关于生成文本文件的说明
对于所选定的计算题目的原始数据及计算结果,可以生成一个文本文件。生成的文本文件可以存在 A盘或B盘或C盘的指定目录上。文件名可由计算者自己输入,也可由计算机自动生成。文本文件一定要在本系统提供的中文环境下进行编辑,否则数字上、下标及字母上、下标等特殊符号将不被识别。输入文本文件名时,包括盘符和路径,扩展名一定是 .TXT。
1.3.3 材料数据模块组的主要文件及功能
查询金属材料机械性能是各计算模块共有的要求。材料数据模块组是输入部分模块群的组成内容之一。以URZ0、URS0、URCL为前缀的23个文件是各种材料机械性能的数据文件。程序运行时,这些文件被UR46.EXE调用,自动查询材料机械性能。对于压力容器用钢材,可查询GB 150-1998 4 刊载的各种材料的机械性能。其它材料的钢号及性能选自第一汽车制造厂编《机械工程材料手册》。用户也可以手工输入材料牌号及性能。
1.4 计算模块群的主要文件
1.4.1 计算模块文件名的阅读说明
(1) 计算模块代号
对于每一个计算项目,如椭圆封头受内压计算、窄面法兰计算等,都编制一个独立的计算程序,此计算程序在软件包的结构组成中叫计算模块。计算模块彼此独立,互不相干。本软件包共有42个计算模块,为便于识别和调用,给每个计算模块定义一个4位数字的代号,这就叫计算模块代号。如“椭圆封头受内压计算模块”代号为9701,“窄面法兰计算模块”代号为9901。详见表1-1。
(2) 计算模块文件名的命名规则
计算模块文件名的主名由8位字符组成,前2位为前缀“UR”,后4位为计算模块代号,中间2位为该文件性质标识符号。计算模块文件主名的命名规则为:
“UR”+文件性质标识符(2位)+模块代号(4位)
中间2位标识符号与其对应的文件性质由下面实例说明。
① URJS9701.EXE 是椭圆封头受内压计算模块 可执行的数值计算文件(DOS版)
UVJS9701.EXE 是椭圆封头受内压计算模块 可执行的数值计算文件(WIN版)
② URZF9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 字符串数据文件
③ URGS9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 计算公式数据文件
④ URDY9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 仿手工计算书打印数据文件
⑤ URRL9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 各参数符号数据文件
⑥ URCS9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 选用金属材料个数的数据文件
⑦ URUU9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 用超级语言编写源程序的标识文件
⑧ URSM9701.DAT 是椭圆封头受内压计算模块 使用说明文件
⑨ URT19601.DAT 是外压圆筒计算模块
第1 个曲线图的数据文件
⑩ URB19901.DAT 是窄面法兰计算模块
第1 个计算表的数据文件
⑾ UVW*.DAT WIN版专用数据文件
①到⑧这8 个文件一定具备。⑨⑩⑾三种文件则视计算项目而定,可有可无,可多可少。①和②是最主要的计算文件。
软件包运行后,磁盘上将出现扩展名为DA9 的数据文件。这些文件是自动生成的,存储各计算模块由用户输入的原始数据及计算结果的文件。它长期保存,不被覆盖。
软件包运行后,磁盘上还可能出现扩展名为DA7和DA2的数据文件。这些文件是自动生成的,存储各计算模块由用户输入的手工计算结果的文件。它长期保存,不被覆盖。
软件包运行时还生成一些扩展名DA5 的数据文件,它是存储某些数据的临时文件,用后即被覆盖,用户不必关心它。
了解计算模块文件名的命名规律,对于应用和管理本软件包将有极大好处。
1.4.2 各计算模块的功能
(1) 对输入的原始数据进行要求的计算。计算模型采用相关标准给定的计算公式,源程序编写和录入经多次校对,经模拟算题反复测试,确保计算结果准确无误。
(2) 在计算过程中能显示主要的中间计算结果的名称、单位和数值。
(3) 个别数据要在知道某些计算结果后,才能输入其数值。因此在数值计算时也设有键盘输入数据的功能。
(4) 自动查曲线图功能
(5) 自动查计算表功能
(6) 计算结束后有显示计算结论的功能
1.4.3 各计算模块的代号、主要文件及编制依据
各计算模块的代号、主要文件及编制依据,见表1-1。
2 软件包的运行模式
2.1 软件包的开发环境及运行环境
本软件包的WIN版使用奔4微机,在Win 98 环境下用
《计算软件专家系统 》开发。计算模块的源程序用普通汉语编写。
本软件包的Win版可以在中高档微机上运行。系统环境为Win 98、Win 2000、Win XP,约140MB容量。
2.2 软件包的装载方法
(1) 本软件包全部内容将自动安装到硬盘D:\UR98A子目录上,硬盘如有D:\UR98A子目录,请将其上文件考出,否则将被覆盖。
(2) 安装文件为:SETUP.EXE 运行它将实现自动安装。
2.3 运行软件包,选择计算模块的方法
WIN版运行方法:
(1) 启动微机,进入Win状态。
(2) 软件狗插在打印机接口上。
(3) 运行 D:\UR98A\UV98A 回车;
或双击主窗口上“UV98A”图标,屏上便可出现主菜单。 如下:
图 2-1主菜单形式及内容
(4) 表1-1的全部计算项目都在主菜单上显示。按菜单提示选择并确认,便可进入选定的计算模块。按“帮助”钮便可阅读本说明。
2.4 进入某计算模块后运行功能的选择方法:
在主菜单上选择计算模块(以内压圆筒计算程序为例)并按“确定”钮后,屏上出现运行功能选择菜单, 形式与内容如下:
图 2-2选择运行功能的菜单
本软件包的所有运行功能,可以在图 2-2菜单上进行全屏幕选择调用。选定1~14的某一项,便可实现相应的运行功能。
2.5 软件包的运行特点:
(1) 计算内容全面,包括了1.1所列 7项标准中有关压力容器计算的绝大部分内容。
(2) 高度“傻瓜化”,专业人员开机就会使用,不必经过任何培训。
(3) 操作简单,计算全过程仅使用“0~9”数字键、小数点“.”键和回车键。
(4) 计算过程高度透明,多数计算模块,提供可阅读的源程序。每个计算环节,屏幕上都有明确的中文提示,不必经常翻看用户手册。
(5) 特殊设计的专用符号,表述各参数的意义,简捷明了,符合工程习惯,符合标准要求。
(6) 计算结果输出形式多样化,可以屏幕上观察,也可以采用A4幅面的纸分页列表打印,符合工程计算文件存档的要求。还可用Word 打印仿手工计算书式的计算书,其上有用符号表达的公式和用数字表示的算式。
(7) 本软件包大部分计算模块都有自动计算壳体厚度功能。使用此项功能,在输入原始数据时,由于壳体厚度未知,所以要凭估算厚度来选择材料钢号的厚度范围。当估算厚度与计算厚度不在一个厚度范围时,程序将跟踪最终的计算厚度查询材料的机械性能,用户不必介意估算厚度与计算厚度的不一致。
(8) 强大的手工计算技能的培训功能。 在图 2-2选择“5 打印已计算过的原始数据及计算结果表”,按提示操作后,会出现如下窗口: 图2-3打印已计算过的原始数据及计算结果表窗口 |
压力容器计算 打印的仿手工计算书示例 阅读说明:由于读者计算机的字库中没有压力容器专用字符(如数字上、下标,字母上、下标等),致使浏览器不能识别计算书中的某些符号,使计算书中的公式和单位显示不全。
建议下载本站提供的UR系统引导程序,并在读者的计算机上运行。之后压力容器专用字符就会被识别。
[url=]下载系统引导程序[/url]
鞍座支承卧式容器计算
计算书
================================
设计单位:晨光工作室 ;计算编号:指南P189例1 计算日期:2005.07.01
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
序号 标号
注:带“*”的序号为键盘输入的原始数据;标号为计算流程中的行号。
?A段键盘输 入原始数据开始
1* 1 P-设计 压力 (外压输 入 负值),★ 附图1; P=0.35 ,MPa
2* 2 Di-圆筒内直径; Di=2000 ,mm
3* 3 t-设计温度; t=100 ,℃
4* 5 Pc-计算压力(同设计压力 输入0); Pc=0 ,MPa
5* 6 δn-圆筒的名义厚度; δn=8 ,mm
6* 7 δhn-封头的名义厚度; δhn=8 ,mm
7* 8 γo-操作时物料密度; γo=1500 ,kg/m?
8* 9 Φo-物料充装系数; Φo=0.9
9* 10 C?-厚度腐蚀裕量; C?=1.5 ,mm
10* 11 H1-鞍座实际高度 (用标准值 输入0); H1=250 ,mm
11* 12 Lc-圆筒长度 (不含封头及直边段); Lc=6000 ,mm
12* 13 m?-附件质量; m?=1800 ,kg
13* 14 δg1-隔热层厚度 (无隔热层输入0) ; δg1=0 ,mm
14* 15 γg1-隔热层密度 (无隔热层输入0); γg1=0 ,kg/m?
15* 16 A-鞍座底板中心线至封头切线的距离(图8-1); A=500 ,mm
16* 26 CH-圆筒材料求系数B的曲线图代码: 选择1~~8; CH=2(GB150图6-4)
17* 27 Kh1-容器与支座连接代码:1..焊在支座;2..不焊在支座;选择 1~2; Kh1=1(焊在支座)
18* 28 Lx1-封头类型代号:1..椭圆;2..碟形;3..半球形;选择 1~3; Lx1=1(椭圆)
19* 29 Anj1-容器有、无加强圈代号:4..无加强圈;5..有加强圈;选择 4~5; Anj1=4(无加强圈)
20* 30 Db1-鞍座上有、无垫板代号:8..有垫板;9..无垫板;选择 8~9; Db1=8(有垫板)
21* 31 Ab1-鞍座结构类型代号:15..标准型;16..非标准型;选择 15~ 16; Ab1=15(标准型)
22* 32 his-椭圆形封头曲面深度(标准椭圆 输入0); his=0 ,mm
23* 37 Xy1-标准鞍座代号:17..轻型;18..重型;选择 17~18(JB/T 4712-92); Xy1=17(轻型)
24* 39 DN-按JB/T 4712-92 表2~表3 选轻型鞍座公称直径; DN=2000 ,mm
25* 49 Dbq-鞍座垫板作用代号:10..起加强作用;11..不起加强作用;选择10~11; Dbq=10(起加强作用)
26* 50 δrn-鞍座垫板的名义厚度 (大于筒体厚度); δrn=8 ,mm
27* 79 圆筒材料: (钢板)Q235-A(A3) GB 3274
28* 80 封头材料: (钢板)Q235-A(A3) GB 3274
29 82 ?A段 键盘输 入原始数据结束
30 83 ?B段 计算鞍座包角θ、筋板个数js、腹板厚度bo、筋板厚度bj、垫板宽度b?b、鞍座高度H 开始
31 84 CLLX-筒体材料类型代号(1为钢板;2为钢管)
CLLX=1
32 85 θb-标准鞍座的包角
θb=120,°
33 90 θ-计算时采用的鞍座包角
θ=120,°
34 96 js-标准鞍座筋板个数
js=4
35 102 bo1b-查表 求鞍座腹板厚度 JB/T 4712-92 表2~3 δ?
bo1b=CB2(DN,5) = CB2(2000,5)=10 ,mm
36 103 bo2b-查表 求鞍座筋板厚度 JB/T 4712-92 表2~3 δ?
bo2b=CB2(DN,8) = CB2(2000,8)=8 ,mm
37 104 ba-查表 求鞍座筋板小端宽度JB/T 4712-92 表2~3 b?
ba=CB2(DN,6) = CB2(2000,6)=190 ,mm
38 105 La-查表 求鞍座长度 JB/T 4712-92 表2~3 l?
La=CB2(DN,3) = CB2(2000,3)=1420 ,mm
39 106 b?b-查表 求鞍座垫板宽度 JB/T 4712-92 表2~3 b?
b?b=CB2(DN,9) = CB2(2000,9)=350 ,mm
40 124 bo-鞍座腹板厚度(标准鞍座)
bo=10 ,mm
41 126 bj-鞍座筋板厚度(标准鞍座)
bj=8 ,mm
42 127 b?b-标准鞍座垫板宽度
b?b=350 ,mm
43 130 H-采用的鞍座实际高度
H=250 ,mm
44 131 ?B段 计算鞍座包角θ、筋板个数js、腹板厚度bo、筋板厚度bj、垫板宽度b?b、鞍座高度H 结束
45 132 ?C段 计算 封头质量m?、筒体质量m?、操作时总质量m、水压时总质量m?、支座反力F 开始
46 133 8.3.1 支座反力计算
47 137 h?-封头直边段高度(Di<=2000 JB/T 4746-2002)
h?=25,mm
48 140 L-两封头切线间距离 图8-1 (Lc+2倍封头直边长度)
L=Lc+2*h? = 6000+2*25=6050 ,mm
49 146 hit-椭圆形封头曲面深度
hit=Di/4 = 2000/4=500 ,mm
50 154 FTR1-椭圆封头容积 不含直边段
FTR1=2/3*π*(Di/2)?*hit = 2/3*3.1415926*(2000/2)?*500=1.047198E+09 ,mm?
51 192 m?-筒体质量 (不含封头及直边段)
m?=π*(Di+δn)*Lc*δn*γs/1000/1000/1000
m?=3.1415926*(2000+8)*6000*8*7850/1000/1000/1000=2376.974 ,kg
52 193 m?-单个封头质量(包括直边段)
m?=284.8229 ,kg
53 194 Vz-封头直边段容积
Vz=π/4*Di?*h?/1000/1000/1000
Vz=3.1415926/4*2000?*25/1000/1000/1000=.078539815 ,m?
54 195 V?-封头容积(包括直边段)
V?=FTR1/1000/1000/1000+ Vz
V?=1.047198E+09/1000/1000/1000+.078539815=1.125737 ,m?
55 196 V-容器总容积
V=(π/4* Di?*Lc)/1000/1000/1000+2*V?
V=(3.1415926/4*2000?*6000)/1000/1000/1000+2*1.125737=21.10103 ,m?
56 197 m?-操作时容器内充液质量
m?=V*γo*Φo = 21.10103*1500*0.9=28486.3909005 ,kg
57 198 m??-水压试验时容器内充液质量
m??=V*1000 = 21.10103*1000=21101.03 ,kg
58 199 hi-封头曲面深度(椭圆形)
hi=500 ,mm
59 203 mf?-封头曲面部分隔热层质量 按2/3深度计算
mf?=mf5*δg1*γg1/1000/1000/1000 = 5235988*0*0/1000/1000/1000=0 ,kg
60 204 m?-隔热层质量
m?=π*(Di+δg1)*L*δg1*γg1/1000/1000/1000+2*mf?
m?=3.1415926*(2000+0)*6050*0*0/1000/1000/1000+2*0=0 ,kg
61 205 m-操作时总质量
m=m?+2*m?+m?+m?+m? = 2376.974+2*284.8229+1800+28486.3909005+0=33233.01 ,kg
62 206 m?-水压试验时总质量
m?=m?+2*m?+m?+m??+m? = 2376.974+2*284.8229+1800+21101.03+0=25847.65 ,kg
63 207 F?-操作时支座反力 式8-1
F?=1/2*m*g = 1/2*33233.01*9.81=163007.9 ,N
64 208 F″-水压试验时支座反力 式8-1
F″=1/2*m?*g = 1/2*25847.65*9.81=126782.7 ,N
65 210 F-支座反力最大值(操作时)
F=163007.9 ,N
66 211 ?C段 计算封头质量m?、筒体质量m?、操作时总质量m、水压时总质量m?、支座反力F 结束
67 212 ?D段 8.3.2计算圆筒轴向应力σ?、σ?、σ?、σ?并校核开始
68 213 8.3.2 圆筒轴向应力计算
69 214 8.3.2.1 圆筒轴向弯矩计算
70 215 卧式容器可视为承受均布载荷的外伸梁
71 216 其最大弯矩位于容器支座处的截面上或
72 217 圆筒中间处的截面上
见P114图8-2
73 218 Rm-圆筒平均半径 ,★ 附图Q
Rm=Di/2+δn/2 = 2000/2+8/2=1004 ,mm
74 219 Lg-卧式容器视为承受均布载荷外伸梁的长度
Lg=L+4*hi/3 = 6050+4*500/3=6716.667 ,mm
75 220 q-由重力换算的均布载荷
q=2*F/( L+4*hi/3) = 2*163007.9/(6050+4*500/3)=48.53834 ,N/mm
76 221 Q-由液体静压力引起的轴向力(图8-2)
Q=q*Rm = 48.53834*1004=48732.49 ,N
77 222 hj-液体静压力Q作用线到筒体轴线的距离(图8-2)
hj=Rm/4 = 1004/4=251 ,mm
78 223 M?-液体静压力Q引起的弯矩
M?=Q* hj = 48732.49*251=1.223186E+07 ,N.mm
79 224 M621-式8-2方括号内第1项
M621=(1+2*(Rm?-hi?)/L?)/(1+4*hi/(3*L))
M621=(1+2*(1004?-500?)/6050?)/(1+4*500/(3*6050))=.9380522
80 225 M?-圆筒中间横截面上的弯矩 式8-2
M?=F*L/4*(M621-4*A/L)
M?=163007.9*6050/4*(.9380522-4*500/6050)=1.497723E+08 ,N.mm
81 226 M631-式8-3方括号内项
M631=1-(1-A/L+(Rm?-hi?)/(2*A*L))/(1+4*hi/(3*L))
M631=1-(1-500/6050+(1004?-500?)/(2*500*6050))/(1+4*500/(3*6050))=6.084129E-02
82 227 M?-支座处横截面上的弯矩(绝对值) 式8-3
M?=ABS(-F*A*M631) = ABS(-163007.9*500*6.084129E-02)=4958806 ,N.mm
83 228 8.3.2.2 圆筒轴向应力计算
84 234 C?-自动查询的筒体厚度负偏差(GB 709、GB 6654)
C?=.8 ,mm
85 236 C-筒体厚度附加量
C=C?+C? = 1.5+.8=2.3 ,mm
86 237 δe-圆筒的有效厚度
δe=δn-C = 8-2.3=5.7 ,mm
87 239 Pc-采用的计算压力
Pc=.35 ,MPa
88 240 8.3.2.2.1 中间截面上压力及弯矩引起的应力
89 241 σ?s-计算压力起的轴向应力 式8-4第1项
σ?s=Pc*Rm/(2*δe) = .35*1004/(2*5.7)=30.82456 ,MPa
90 242 σ?w-中间截面弯矩引起的轴向应力 式8-4第2项
σ?w=M?/(π*Rm?*δe) = 1.497723E+08/(3.1415926*1004?*5.7)=8.29735 ,MPa
91 243 σ?-中间截面最高点处的轴向应力 式8-4
σ?=σ?s-σ?w = 30.82456-8.29735=22.52721 ,MPa
92 244 σ?-中间截面最低点处的轴向应力 式8-5
σ?=σ?s+σ?w = 30.82456+8.29735=39.12191 ,MPa
93 245 σ?中间截面最高点处的轴向应力 为拉应力
94 247 σ?中间截面最低点处的轴向应力 为拉应力
95 249 σ?y-非操作工况中间截面的轴向压应力 式8-4第2项
σ?y=M?/(π*Rm?*δe) = 1.497723E+08/(3.1415926*1004?*5.7)=8.29735 ,MPa
96 250 8.3.2.2.2 支座截面上压力及弯矩引起的应力
97 251 查 表8-1 求系数 K? K?
98 252 Rm2-平均半径Rm之半
Rm2=Rm/2 = 1004/2=502 ,mm
99 256 K?-查 表8-1(上部)的系数
K?=1
100 257 K?-查 表8-1(上部)的系数
K?=1
101 267 σ?w-非操作工况支座截面的σ?式8-6第2项
σ?w=M?/(π*K?*Rm?*δe) = 4958806/(3.1415926*1*1004?*5.7)=.2747166 ,MPa
102 268 σ?f-操作工况支座截面的σ?式8-6
σ?f=σ?s+σ?w = 30.82456+.2747166=31.09928 ,MPa
103 269 σ?-σ?w与σ?f中的大值(绝对值)
σ?=31.09928 ,MPa
104 272 σ?位于支座横截面最高点 图8-3(a)
105 274 σ?为拉应力
106 276 σ?y-非操作工况支座截面的轴向压应力
σ?y=M?/(π*K?*Rm?*δe) = 4958806/(3.1415926*1*1004?*5.7)=.2747166 ,MPa
107 277 σ?w-非操作工况支座截面的σ?式8-7第2项
σ?w=M?/(π*K?*Rm?*δe) = 4958806/(3.1415926*1*1004?*5.7)=.2747166 ,MPa
108 278 σ?f-操作工况支座截面的σ?式8-7
σ?f=σ?s-σ?w = 30.82456-.2747166=30.54984 ,MPa
109 279 σ?-σ?w与σ?f中的大值(绝对值)
σ?=30.54984 ,MPa
110 282 σ?为拉应力
111 285 8.3.2.3 圆筒轴向应力校核
112 288 E-设计温度下筒体材料的弹性模量
E=200000 ,MPa
113 290 AA-求B值的系数
AA=.188*δe/Di = .188*5.7/2000=.0005358
114 294 B-查GB 150-1998 曲线图6-4 计算的系数 B
B=73.85897 ,MPa
115 301 ??-设计温度下筒体材料的许用拉应力 (16mm;100℃)
??=113 ,MPa
116 302 σ?-试压温度下筒体材料的屈?限 (16mm;20℃)
σ?=235 ,MPa
117 303 ??ac-许用压缩应力
??ac=73.85897 ,MPa
118 308 中间截面高点应力σ?(拉应力)计算 通过
计算通过
119 311 中间截面低点应力σ?(拉应力)计算 通过
计算通过
120 320 支座截面高点应力σ?(拉应力)计算 通过
计算通过
121 323 支座截面低点应力σ?(拉应力)计算 通过
计算通过
122 329 非操作工况轴向压应力σ?y、σ?y计算 通过
计算通过
123 332 ?D段 8.3.2计算圆筒轴向应力σ?、σ?、σ?、σ?并校核结束
124 333 ?E段 8.3.3 切向剪应力τ 并校核 开始
125 334 8.3.3 切向剪应力
126 349 K?-查 表8-2 (下部)求系数 K?
K?=.88
127 352 K?-查 表8-2 (下部)求系数 K?
K?=.401
128 362 8.3.3.1.2 圆筒被封头加强时
129 363 τ?-圆筒支座处切向剪应力 (A<=Rm/2) 8-9
τ?=K?*F/(Rm*δe) = .88*163007.9/(1004*5.7)=25.06587 ,MPa
130 369 C?f-自动查询的封头厚度负偏差(GB 709、GB 6654)
C?f=.8 ,mm
131 370 Cf-封头厚度附加量
Cf=C?+C?f = 1.5+.8=2.3 ,mm
132 371 δhe-封头的有效厚度
δhe=δhn-Cf = 8-2.3=5.7 ,mm
133 372 τh-圆筒被封头加强时封头最大剪应力(A<=Rm/2) 8-10
τh=K?*F/(Rm*δhe) = .401*163007.9/(1004*5.7)=11.42206 ,MPa
134 374 τ-圆筒支座处切向剪应力(被封头加强) 式8-9
τ=25.06587 ,MPa
135 376 8.3.3.2 切向应力的校核
136 378 K-椭圆形封头系数 GB 150-89
K=1/6*(2+(Di/2/hi)?) = 1/6*(2+(2000/2/500)?)=1
137 380 ??f-设计温度下封头材料的许用应力 (16mm;100℃)
??f=113 ,MPa
138 381 σh-内压在封头中引起的应力 式8-12
σh=K*Pc*Di/(2*δhe) = 1*.35*2000/(2*5.7)=61.40351 ,MPa
139 384 τxf-封头许用剪应力 式8-11右式
τxf=1.25*??f-σh = 1.25*113-61.40351=79.84649 ,MPa
140 386 τxt-筒体许用剪应力 8.3.3.2
τxt=.8*?? = .8*113=90.4 ,MPa
141 387 圆筒支座处切向剪应力τ 计算 通过
计算通过
142 390 封头最大剪应力τh 计算 通过
计算通过
143 393 ?E段 8.3.3 切向剪应力τ并校核 结束
144 394 ?F段 8.3.4查表求系数K?、K?、K?、计算支座的轴向宽度b、圆筒的有效宽度b? 开始
145 395 8.3.4 圆筒周向应力计算开始
146 396 K?-查 表8-3 系数K?
K?=.7603
147 402 ARm-查 表8-3的参数 A/Rm
ARm=A/Rm = 500/1004=.498008
148 403 θa-鞍座垫板包角
θa=θ+12 = 120+12=132 ,°
149 404 K?-按鞍座包角(120°)查 表8-3 系数K?
K?=.0132
150 417 k-系数 P112
k=.1
151 424 b2-标准支座的轴向宽度 JB/T 4712-92 b?
b2=260,mm
152 431 b-支座的轴向宽度 (见图8-6)
b=b2+bo1b = 260+10=270 ,mm
153 432 b?-圆筒的有效宽度 P111
b?=b+1.56*√(Rm*δe) = 270+1.56*√(1004*5.7)=388.0127 ,mm
154 433 ?F段 8.3.4查表求系数K?、K?、K?、计算支座的轴向宽度b、圆筒的有效宽度b?结束
155 438 8.3.4.1.1 无加强圈圆筒周向应力计算开始
156 448 b鞍座上无加强圈 垫板起加强作用
157 455 Cdf-自动查询的鞍座垫板度负偏差(GB 709)
Cdf=.8 ,mm
158 456 δre-鞍座垫板的有效厚度
δre=δrn-Cdf = 8-.8=7.2 ,mm
159 457 σ?-鞍座横截面最低点处周向应力 P118式8-18
σ?=-k*K?*F/((δe+δre)*b?)
σ?=-.1*.7603*163007.9/((5.7+7.2)*388.0127)=-2.476042
160 459 σ?-鞍座横截面 鞍座边角处周向应力 P119式8-20
σ?=-F/(4*(δe+δre)*b?)-12*K?*F*Rm/(L*(δe?+δre?))
σ?=-163007.9/(4*(5.7+7.2)*388.0127)-12*.0132*163007.9*1004/(6050*(5.7?+7.2?))=
-58.95294
161 460 K?-按鞍座垫板包角132°查 表8-3 系数K?
K?=.0109
162 467 式8-21、式8-22中的K?按鞍座垫板包角(θ+12°)查 表8-3
163 469 σ??-鞍座横截面 鞍座垫板边缘处周向应力 P119式8-22
σ??=-F/(4*δe*b?)-12*K?*F*Rm/(L*δe?)
σ??=-163007.9/(4*5.7*388.0127)-12*.0109*163007.9*1004/(6050*5.7?)=-127.3302
164 472 8.3.4.2 无加强圈时应力校核
165 473 ???-应力σ?的许用值
???=113 ,MPa
166 474 ???-应力σ?的许用值
???=1.25*?? = 1.25*113=141.25 ,MPa
167 475 鞍座横截面最低点处周向应力 σ?计算 通过
计算通过
168 481 鞍座横截面 鞍座边角处周向应力σ?计算 通过
计算通过
169 485 ???-应力σ??的许用值
???=1.25*?? = 1.25*113=141.25 ,MPa
170 489 鞍座横截面 鞍座边角处周向应力σ??计算 通过
计算通过
171 493 ?G1段计算8.3.4.1.1 无加强圈圆筒周向应力σ?、σ?、σ??并校核结束
172 684 ?H段8.3.5计算系数K?、鞍座应力σ? 及校核开始
173 685 8.3.5 鞍座应力计算
174 686 腹板水平分力及强度校核
175 687 K?-查 表8-5 系数K?
K?=.204
176 693 Fs-支座腹板的水平拉力 式8-25
Fs=K?*F = .204*163007.9=33253.62 ,N
177 695 Hs-鞍座计算高度 取H及Rm/3中小值
Hs=250 ,mm
178 706 Caf-自动查询的鞍座腹板厚度负偏差(GB 709、GB 6654)
Caf=.8 ,mm
179 707 σ?-鞍座垫板水平拉应力 GB 150-89 P121式8-26
σ?=Fs/(Hs*(bo- Caf)) = 33253.62/(250*(10-.8))=14.45809 ,MPa
180 708 ??-鞍座材料许用应力
??=140,MPa
181 710 ???-应力σ?的许用值
???=2/3*?? = 2/3*140=93.33334 ,MPa
182 711 应力σ?计算 通过
计算通过
183 714 ?H段8.3.5计算系数K?、鞍座应力σ? 及校核结束
184 738 ?J段 计算 综合计算 结 论 开始
185 740 卧式容器多项应力计算 综合计算 结 论
通过
计算通过
186 741 按GB 150-89 8.1总则要求 容器的厚度首先应满足
187 742 内压圆筒(或外压圆筒)及封头等章节规定的厚度
188 743 ?J段 计算 综合计算 结 论 结束
189 744 钢制卧式容器计算结束
序号 标号
注:带“*”的序号为键盘输入的原始数据;标号为计算流程中的行号。
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