理论教育 整体补强锻件结构的优化设计

整体补强锻件结构的优化设计

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:图8-5所示为双锥段整体补强锻件,主要结构尺寸为锻件高度H、锻件半径R1与R2、过渡圆角r1与r2、半锥角α1与α2、外缘厚度T。可参照文献整体补强锻件结构参数的有关规定初步确定锻件的尺寸,现举例说明如下。图8-5 双锥段整体补强锻件结构根据JB 4732—1995《钢制压力容器分析设计标准》,锻件的整体补强锻件的内、外过渡圆角半径取值范围为1/8~1/2δ,双锥段的角度α1与α2的取值范围为α1≤30°、α2≤45°。

整体补强锻件结构的优化设计

图8-5所示为双锥段整体补强锻件,主要结构尺寸为锻件高度H、锻件半径R1R2、过渡圆角r1r2、半锥角α1α2、外缘厚度T。可参照文献整体补强锻件结构参数的有关规定初步确定锻件的尺寸,现举例说明如下。

球罐内径Di=12300mm、设计压力p=211MPa、设计温度为50℃,接管内半径r=40mm。球壳材料为16MnR,锻件材料为16Mn,焊接接头系数=110,接管厚度t=4mm,球壳厚度δ=45mm,球壳设计应力强度σm1=173MPa,锻件设计应力强度σm2=163MPa。

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图8-5 双锥段整体补强锻件结构

根据JB 4732—1995《钢制压力容器分析设计标准》,锻件的整体补强锻件的内、外过渡圆角半径取值范围为1/8~1/2δ,双锥段的角度α1与α2的取值范围为α1≤30°、α2≤45°。HR1R2参照JB 4732—1995《钢制压力容器分析设计标准》中“开孔补强设计的另一种方法”有关有效补强范围的规定(图8-6)来确定。

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式中 Ri——球壳的内半径(mm)。

R2=r+t+Ln (8-56)(www.daowen.com)

R1=R2/2 (8-57)

锻件外缘厚度T非独立变量,可按下式确定:

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图8-6 有效补强范围

锻件高度亦非独立变量,可根据几何关系求得。初步确定的锻件尺寸分别为H=140mm(h0=20mm)、R1=90mm、R2=180mm、r1=r2=20mm、α1=20°、α2=40°、T=46mm,锻件与球壳连接位置的焊缝结构参数如图8-5所示。

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