yuun 发表于 2021-8-9 09:49:39

HG/T 20582-2020更新了凸缘法兰的计算

HG更新了凸缘法兰计算

HG/T 20582-2020更新了。


规范更新了凸缘法兰的计算。

对比新旧版本,其中σ3的计算变动比较大。
Fnh除以了π,但是又多了一个拟合公式的系数K3。

K3: 法兰与封头连接变形协调系数。
增加这个K3的原因是:


也就是说现在按照HG的计算,理论上的水平分量作用力为Fh/π。但是这样会和FEA的结果不吻合,所以又加入了协调系数K3,K3一般都大于在0.9~4.0,所以相当于把公式解放大,使得和FEA的结果吻合。

另一个变化是,凸缘增加了内伸的计算。

表格编制
这么一解释,也就是说按照HG20582-2020计算的凸缘,能够基本和FEA的结果保持一致。

由于目前商业软件还未更新凸缘的计算,所以将其编制成表格可以提前解决遇到的类似问题。
经过测试,计算还是比较可信的。

在《Pressure vessel design manual》第四版中,第3-5节,也有凸缘的推荐计算。

根据凸缘的计算流程,也做了一个表格:

很显然两者的计算公式不一样。

论文赏析
关于凸缘的计算,以及公式来源可以看如下的一些论文:


下面的文章逐个分析凸缘法兰的10种计算方法的优劣势。

以及对HG20582-2011,Fnh是否需要除以π的讨论。
为什么凸缘内伸,有条件的情况下,凸缘内伸有什么好处呢?

这篇文章介绍了凸缘内伸后,可以改善凸缘的应力情况。
一个疑问

对于凸缘法兰和封头连接处的力,分解如下图所示:
在HG规范中,是先求封头作用于法兰的轴向力,Fnv,再求径向力。

其实这个公式看着有些不对劲的地方,凸缘边缘的轴向力真是这么多吗?这个力作为边界条件,符合实际吗?

思考了一下,其实可以先由切向力Fn来计算Fnv和Fnh。

试想凸缘是一个开孔补强的接管,坐落在球封头上,这个接管周边受到封头的均匀拉力Fn。

Fn如何求呢?

对于球形封头,厚度方向的应力为St=PR/2,其一周为Fn=PR*πDo。
然后再用Fn去求Fnh和Fnv。
回到理论公式和FEA的差距,
有没有可能,是封头对法兰作用力的水平分量Fh计算有问题,导致和FEA的结果相差比较大呢?
有待更进一步研究。

欢迎关注公众号:VCAD001, 一个压力容器人的自我修养。

feifei飞 发表于 2021-8-9 09:49:39

谢谢分享{:1110_553:}

我是老鬼921 发表于 2021-8-9 09:49:39

{:1110_550:}{:1110_550:}{:1110_550:}

小米米 发表于 2021-8-9 09:49:39

HG20582-2020没有附件嘛?
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