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      q345d管道應力等值剛度法

      q345d管道應力等值剛度法

      • 所屬:Q345D無縫鋼管
      • 時間:2021-09-22 17:11:28
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           主要的計算方法如下:1表算法表算法的原理是管道柔性分析和應力計算的一般方法,即將管系中的一個端點固定,求其余端點釋放,運用卡氏定理建立變形協調方程組,解此方程組后求出管端復原力,求出管系各計算點端點作用力和力矩,求出管系各計算點的應力值。對于分支管的空間管系,并向協調方程組為:a11FX+a12FY+a13FZ+a14MX+a15MY+a16MZ=EJσXa21FX+a22FY+a23FZ+a24MX+a25MY+a26MZ=EJσYa31FX+a32FY+a33FZ+a34MX+a35MY+a36MZ=EJσZa41FX+a42FY+a43FZ+a44MX+a45MY+a46MZ=EJΔθXa51FX+a52FY+a53FZ+a54MX+a55MY+a56MZ=EJΔθYa61FX+a62FY+a63FZ+a64MX+a65MY+a66MZ=EJΔθZ式中:a為形狀系數并以主對角線對稱,如:a21=a12a24=a42FM為各方向的力及力矩,公斤力及公斤力?米;σ、Δθ為各方向的線位移及角位移,厘米及弧度;E為管材的彈性模數,kgf/cm2J為管子截面慣性矩,cm4表算法是把管系柔性分析的一般方法經過周密的組織和巧妙的安排,將此過程變為一系列統一形式的表格,對各種管系,只需填寫和計算事先準備好的表格就行了運用表格來分析管系柔性和計算管道應力,就使整個過程大大簡化,而且計算者也比較容易掌握這種方法,表算法可不依賴計算機進行管系應力分析,尤其很多需要在現場進行計算的情況下,顯的尤為實用??梢杂嬎愀鞣N形式的管系,這是下述的彈性中心法所不能比擬的表算法的局限性是只能在彈性范圍內對管系進行計算,只計算承受靜荷載的管系的作用力、應力和位移,而且表算法畢竟是一種手算法,隨然可以計算無限q345d無縫管分支的管系,但如果分支過多,工作量大,很繁瑣,對于單分支的空間管系,要解六元線性方程組,兩分支的空間管系要解十二元線性方程組。

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       所以,通常只用表算法解二分支以下的管系。2彈性中心法彈性中心法是假定管系為一根無重量的彈性線,也不考慮中間支架對管系的影響,同時假定端點的角位移必須是零。使用彈性中心法計算管系上各斷面的所受的作用力及力矩時,首先選定一個坐標系,根據管系的各項特性包括管系的剛度、相當長度、管系中個元件的對坐標軸的靜力矩等可求出該管系的彈性中心點的坐標,并將計算管系投向三個坐標面,把一個整體的管系視為三個投影管系的合成,分別列出三個投影面上的作用力矩,可求出管道上各元件對彈性中心的線慣性矩及線慣性積,進而可求出管系末端的復原力及管系上各斷面的彎曲力矩。這樣,可以在計算圖中繪制通過彈性中心的零力矩線,此q345d管系中最大的彎矩即產生與此零力矩線最遠的一點,同時可求得管系的最大力矩。彈性中心法的優點是計算簡單,不須考慮中間支吊架的約束對管系的影響,可進行手算而不必依賴計算機計算程序,但由于計算時對管系作了一些假設,給計算結果帶來一定的誤差,而且彈性中心法只能計算無分支管系,對稍微復雜一些的管系就不能采用此方法。所以,此方法在大的工程公司采用并不多。3等值剛度法上述兩種方法在涉及方程組的細節,如計算管系中各元件的形狀系數時非常復雜,尤其在考慮自重荷載和支吊架影響時更是如此,等值剛度法則解決了這個問題,可以計算樹枝狀的管系,q345d管系可以有熱膨脹冷縮、端點附加位移、冷緊等位移荷載以及管道及絕熱層的自重荷載,還考慮了不同類型支吊架的作用,因此計算是全面的等值剛度法是一種機算方法,CA ESA RII即采用的此法。此法的優點是計算時考慮的因素全面、計算速度快,并考慮了約束的影響,使其更實用。但它只能計算樹枝狀管系,而不能計算環狀管系,對計算單元的復雜程度也有所限制,如管系的分支數、元件數、有附加位移的管端數、約束分支數等,不過可以滿足工程設計的要求。四、改善管系受力狀況的幾種方法配管設計既要滿足工藝過程的要求,還要考慮設備、機泵、管道及其組成件的受力情況,使其在最佳狀態下長周期安全運行。因此在設計和施工中需注意以下幾個問題。1合理地選用和設置管道支吊架支吊架是管道系統的重要組成部分,q345d支吊架的設計是管道設計中的重要環節。如果支吊架設計不當,不能承受管道重量等引起的荷載,將可能導致管道一次應力超標。另外,通過支吊架的設置還可以對管系的變形加以控制,從而減少管道的二次應力和管道對設備的推力,保證管道與設備的正常運行。對于往復機械的振動管道,通過設置適當的支架還可以打到減小管道振動的目的2增加管道柔性在管道設計中,增加管道柔性的方法主要有:改變管道走向(包括設置π形彎)選用波紋管膨脹節和彈簧支吊架。條件允許的情況下,應首先考慮采用改變管道走向和選用彈簧支吊架的方法來增加管道柔性。一般來講,當兩固定點位置一定時,增加管系的長度可以增加管道的柔性;管系在某一方向過于剛硬時,增加與其垂直方向的管道長度可減小管系的剛度。選用彈簧支吊架可使支吊架處存在垂直位移,從而將約束放松,增加管系的柔性。當管徑較大,場地受到限制且所需補償量較大時,可考慮采用波紋管膨脹節來增加管道柔性。但波紋管膨脹節制造較為復雜,價格高,適用于低壓大直徑管道。波紋管膨脹節是管道中的薄弱環節,應盡量避免采用。3施工時采用冷緊方法施工時采用冷緊方法減少運行初期管道對端點的推力和力矩。冷緊是將管道的熱應力一部分集中在冷態,從而降低管道的熱態下的熱脹應力和對端點的推力和力矩,也可防止法蘭連接處彎矩過大而發生泄露。但冷緊不改變熱脹應力范圍。五、結論以上討論了壓力管道的應力分析一般途徑和模型處理中可能遇到問題與對策,q345d管道應力等值剛度法管道應力分析的計算方法有很多。重點是要保證應力分析結果的合理與準確。有時模型處理中的某一方面不正確或不合理,可能會對應力計算的結果帶來決定性的影響。因而,對于關鍵性和重要的管道,如果條件許可,最好能將現場應力測量數據與計算結果加以驗證比較,以保證應力結果的可靠性和準確性。


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