1.隔板、喷嘴片的应力和挠度计算

1）铸造隔板（史密斯法）

铸造隔板体中最大应力在垂直于隔板中分面的内径处，其值为

式中：d＇为汽缸内径，如图6-4所示，mm；hmax为隔板最大厚度，m，如图6-4所示；Kσ为应力计算系数，查图6-5（a）；Δp为隔板前后压差，Pa；I为隔板计算惯性矩，m。

图6-4　隔板尺寸图

隔板体最大挠度在隔板中分面的内径处，其值为

式中：KΔ为挠度计算系数，查图6-5（b）；Eb为工作温度下隔板体材料的弹性模量，N/m。

喷嘴片的应力和挠度由下面两式计算：

图6-5　铸造隔板应力和挠度计算系数

（a）Kσ曲线；（b）KΔ曲线

式中：Ix为喷嘴片截面对x-x轴（即叶型中υ-υ轴）的惯性矩，m4；e为离x-x轴最远边缘的距离，m；En为喷嘴片材料的弹性模量，N/m2；zn为喷嘴片个数。

隔板计算惯性矩I按如下方法确定：当Ib＞Ir时，I=Ib+Ir；当Ib＜Ir时I=2Ib，其中Ib是隔板体对x-x轴的惯性矩，Ir是隔板外缘对x-x轴的惯性矩。

2）焊接隔板（修正瓦尔法）

隔板体的最大应力和最大挠度计算公式如下：

其中，

式中：Kσ＇、KΔ＇分别为应力系数和挠度系数，查图6-6。

图6-6　焊接隔板应力和挠度计算系数

（a）K＇σ曲线；（b）K＇Δ曲线

用修正瓦尔法计算高压隔板时，喷嘴片或窄喷嘴中加强筋的应力可用如下简化方法计算。

作用在隔板半圆环中分面边缘的径向弯矩为

(www.daowen.com)

式中：KM为系数，由d1/d0和φ查图6-7；φ为喷嘴片或加强筋的中心角，φ=360°/z；z为整块隔板上喷嘴片或加强筋数目。

最大应力为

σ=Me/Ix

式中：e为离x-x轴最远边缘的距离，m；Ix为喷嘴片或加强筋截面对x-x轴（过截面形心并平行于隔板平面）的惯性矩，m4。

图6-7　加强筋应力计算曲线

2.隔板、喷嘴片和加强筋的截面惯性矩计算

隔板和加强筋的截面形状不规则，计算时可分成若干个简单形状的截面，或者简化为简单形状的截面。表6-2列出了部分简单形状截面几何特性的计算公式。根据这些公式利用移轴原理，就可计算隔板和加强筋的惯性矩。

表6-2　简单形状截面几何特性的计算公式

一般隔板体、隔板外缘和加强筋可看成对称的组合体，令对称轴为y轴，如图6-8所示，则形心位置坐标为

形心轴惯性矩：

式中：yci、Ai、Ixi分别为各单元体形心位置、面积和形心轴惯性矩，如表6-2所示；n为组合体中单元体个数。

图6-8　隔板和加强筋惯性矩计算简图

（a）隔板体；（b）隔板外缘；（c）加强筋；（d）喷嘴片

3.隔板和喷嘴的强度校核

铸造隔板的许用应力按抗弯强度计算：

［σ］=σbb/Kb

式中：σbb为隔板材料的抗弯强度，N/m2；Kb为对应抗弯强度的安全系数，取Kb=5～6。

焊接隔板的许用应力取下列三式中的最小值：

式中：K0.2=1.6；K1×10-5=1.2；K105=1.7；σ＇0.2、σ1×10-5、σ105分别为屈服强度、蠕变强度、持久强度。

喷嘴片和加强筋的许用应力取下面两式中的较小值：

式中：当校核喷嘴片出口边的拉应力时，取K0.2=1.25，K105=1.1；当校核进口边的压应力时，取K0.2=1，K105=1。

隔板的最大挠度（隔板体的最大挠度Δb和喷嘴片的挠度Δn之和）不得大于动静间隙的1/3。