开孔补强设计
一、开孔补强设计的原则
1、目的:使孔边的应力峰值降低到某一允许值,并提高器壁的强度。
2、内容
①选用合适的补强结构型式
②选用合适的补强原则(方法)确定有效的补强范围及面积。
3、补强设计原则
①等面积补强法
②极限补强法
二、补强结构
有三种结构:
①贴板补强(最常见):贴板上有一M10的透气孔,用以检查贴板与壳体焊缝的紧密性。应用于中低压容器的开孔补强。
应用条件:
a、钢板的标准抗拉强度下限值 σb ≤ 540MPa
b、补强圈 δn' ≤ 1.5δn
c、壳体 δn ≤ 38mm
②接管补强
③整体补强(效果最好):应用于高压和超高压容器。
三、等面积补强计算方法
1、等面积补强法:补强金属的截面积等于或大于开孔时所挖去的壳体截面积。
2、计算步骤
等面积补强的设计原则:A1+A2+A3+A4 ≥ A
式中:
A——开孔接管时挖去的金属截面积。
A1——接管承受内压或外压设计所需厚度之外的多余金属厚度。
A2——壳体承受内压或外压设计所需厚度之外的多余金属厚度。
A3——补强区内焊缝截面积。
若 A1+A2+A3+A4 ≥ A 则开孔不需加补强圈
若 A1+A2+A3+A4 < A 则开孔需加补强圈
需加补强面积 A4 ≥ A -(A1+A2+A3)