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爱情的力量
一个位哲人曾经说过：
一个人可能抱不起100斤的砖头，但是却能抱起100斤的女朋友，这就是爱情的力量！
错了，是这张图：
其实这里面有深刻的力学知识。
只要女朋友愿意被你抱，她自然会配合你的施力点，自动调整姿势，增加受力面积，让重量合理分散，女朋友和你的组合重心与腿的着力点的连线接近于垂直地面，身体只受到向下重力，而弯矩可以降低到最小，所以会感觉很容易。
而当面对没有意识的石头，我们只能靠腰部力量强行提起，自己寻找平衡感，而抱起来的过程中，身体重心和石头重心不垂直于地面，会有很大的附加弯矩，所以感觉更为吃力。
同样是抱女朋友，公主抱和交颈抱也是不同的，一般是交颈抱更为省力，因为重力虽然一样，交颈抱却能更有效的降低弯矩，如果两人贴合紧密，配合默契，载荷合理，能将弯矩降低到0，不仅仅能缓解男朋友的疲劳，甚至还能健步如飞（承受动载荷）。
裙座结构
上面的原理对于裙座结构有什么启发呢？
对，就是如何降低裙座和筒体连接处的局部弯矩。
很多朋友总是很纠结，到底裙座和筒体采用内径对齐还是外径对齐呢，采用削边对接还是平齐对接呢，选择这些结构应该考虑什么呢？
在NB/T 47041-2014中，规范建议裙座壳体内径宜与封头内径相等。
在规范释义中，对于2a）的第二种节点在如下情况下使用。
对比第一种节点，裙座需要开坡口并预留~2mm间隙焊接。其结构应力集中更小，抗疲劳效果好。
对于裙座的内径，释义中的规定比正文更加详细，对于特别重，壁厚特别厚的设备，优先考虑中径对齐形式。
采用中径对接，可以有效降低上部自重对裙座的弯矩。就像抱起女朋友一样，紧紧贴合，两者重心连线垂直于地面，能够将附加弯矩降低到最低。
在比较重要的场合，可以选择采用整体锻造的过渡段的裙座，造价也是最高的。
裙座加托板焊接
在SH/T 3098中，除了NB/T47041的焊接节点，还多了一种焊接节点c)-裙座加托板焊接，这种节点一般用于球形封头。
由于球形封头一般比筒体薄，封头一般需要削掉一部分，造成封头与筒体的焊缝线在切线以下。如果此时还需要使得筒体中径和裙座中径对齐，裙座的中径会与封头的焊缝比较近。此时采用c）节点，既解决了中径对齐，又解决了焊缝靠太近，热影响区重叠的问题。
此种c）结构特别像抱着的时候，抱着的一方略微身体后仰，被抱方调整重心与抱方的腿的方向重合。
Elegant！
如果对这种结构具体的效果可以进行分析：
只考虑机械载荷时，应力分布如下：
当考虑热应力及其热箱时，最大应力点位置如下图：
ASME VIII II的要求
在ASME VIII II的4.15.4.1（b）中，规范要求尽量降低裙座和封头处的局部应力。
规范认为，筒体和裙座的中径对齐能够使局部应力最低（Localized stresses are minimized）
其理由也是一样，降低附加的弯矩。
总结
通过上述的说明，以及规范的规定，推荐做法，我们可以得出结论：
裙座结构哪样好， THINK女友怎么抱。 中径对齐圆滑角， 附加弯矩要减少！
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发表于 2021-1-22 13:07:36
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