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卡箍的计算
一天朋友来电咨询，HG/T 20582-2011的第13章有卡箍计算：
ASME 八一卷的附录24也有卡箍计算。
SW6有按照HG20582编写的卡箍计算。ASME的卡箍，能否用SW6的零部件的卡箍模块代替ASME的卡箍计算？因为手头没有根据ASME 附录24的商业软件。
由于很久以前做过一个卡箍的结构，对于卡箍的计算也有一些了解。在某好友提供了EXCEL计算模板的基础上，编制过相关的卡箍表格，所以就把表格给了他。
两者的差异
朋友通过表格计算完成后，惊奇的发现，用SW6计算出来和附录24的表格计算出来的应力值相差很大，高达4倍的差距，SW6应力很低，表格核算不合格。
朋友问：“为什么两者的卡箍计算结果相差那么大？你这个表格准不准。”
我回答道，往事如风，无法追踪，年代久远，记忆模糊，准与不准，还需要您亲自品鉴。
不过，这两个计算方法基本一样，不太可能出现两者计算值相差很大的情况。
翻看丁伯民教授的书，里面对于卡箍计算公式来源说的比较清楚。
两者计算内容是一样。
那么问题究竟出在哪里呢？
f值未输入正确
朋友把计算表格发给了我，我检查一下数据，发现里面有个f值是需要输入的，但是采用的是默认值。
f值是物理含义锥颈部应力校正系数。
没有输入的原因，一方面是疏忽了，但是其实这个f的值查起来是比较麻烦的，也难怪会输入错误。
难道是这个原因？
了解到规范中求f，只需要40个公式就能算出，相比查图，那是大大减轻了工作量。
公式都有了，还难吗？
决定对于f采用程序自动生成的方式自动填入，避免人为输入的错误，也比查图要精确且，方便点。
所以用vba写了一个函数clampf，用来求f的值。
在表格中输入函数，就得到了f值。对比了图形，f值求的非常准确。
表格又智能了一步。
但是问题并没有解决，SW6计算出来60MPa，表格计算出来还有240MPa。
这是为什么呢？
SW6的BUG
逐步对比表格和SW6的计算书，发现一个严重的问题。
卡箍每一凸耳螺栓总截面积，EXCEL表格中是按照2个螺栓的总面积300mm2来计算的。
而SW6是按照1个螺栓的总面积150mm2来计算的。
根据标准的解释：当有一个凸耳多个螺栓时，用的是所有的螺栓的总面积。
由于SW6只有一个螺栓的载荷，导致螺栓预紧力大大下降，从而使得卡箍的应力值大大降低。
不过令人奇怪的是，SW6的输入数据界面是有螺栓个数的，但是无论是输入1还是100，都只按照1来计算。
测试了不同螺栓个数，对于结果没有任何影响。
在计算书中，螺栓个数没有参与计算！
此时终于找到最终问题所在，SW6的卡箍计算没有考虑多个螺栓。
将螺栓面积按照大直径的1个螺栓进行换算后，两者计算结果基本一致。
总结
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发表于 2020-8-19 16:14:06
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