动力管道的应力分析及管壁厚计算田峰

　　　　桦林集团有限责任公司　黑龙江省牡丹江市　157032　　【】对管子在承受内压及自重时产生的应力进行了分析,对热力管道的强度校核公式及管子壁厚公式的选用作了简单的探讨。:　　　TheStressAnalysisofthePowerPipelineandtheCalculationofthePipewallThicknessTianFeng　GanYan　SunChenghuaHualinCo.Ltd.(Group),MudanjiangHelongjiang157032　　Abstract:Itisanalgzedthestressunderinternalpressureandself-weightofthepipelineandtheformulaforstrengthcali-bratingoftheheatpowerpipelineandtheselectionofthewallthicknessofthepipeisdiscussedinthispaper.KeyWords:PowerPipeline,StressAnalysis,StrengthCalibration,WallThicknessCalculation.1　,,、,、,。,,,,。S,,,1。图1　管子受压时的应力状态σzx=Pjsrn2(1+rw2/r2)/(rw2-rn2)(1)σzh=Pjsrn2(rw2-rn2)(2)σjx=Pjsr2n(1-rw2/r2)/(rw2-rn2)(3)　σzx———,kgf/cm2;σzh———,kgf/cm2;σjx———,kgf/cm2;Pjs———,kgf/cm2;rw———,cm;rn———,cm;r———,cm。(1)、(2),r,r=rn,,r=rw,。:r=rn,σzxmax=Pjs(rw2+rn2)/(rw2-rn2)(1a)r=rw,σzxmin=2Pjsrn2/(rw2-rn2)(1b)β,(1a)、(1b):σzxmax=Pjs(β2+1)/(β2-1)(1c)σzxmin=2Pjs/(β2-1)(1d)(1c)、(1b),,,,βS。,,、β≤1.1,。4　　　　2000β1.1,1.105。β1.1,,β1.4,1.5。2,3。(3),r=rn,。rrw,,。r=rn,σjxmax=-Pjs(3a)r=rw,σjxmin=0(3b),,。图2　周向应力图图3　径向应力图(2),,,,(4)。图4　轴向应力沿管壁分布图β(2):σzh=Pjs/(β2-1)(2a):σzx/σzh=(r2+rw2)/r2(4):(r2+rw2)/r2=β2+1(4a):(r2+rw2)/r2=2(4b)(4a)、(4b),2,2,β。,,,,。5。,、,。图5　平均周向应力计算图5,ABCD(),BC,dr,。(1):σzxdr=Pjsrn2(1+rw2/r2)·dr/(rw2-rn2),(Dn-Dw)(rn-rw)SABCD=∫rwrnPjsrn2(1+rw2/r2)·dr/(rw2-rn2)=Pjsrn2rw2-rn2∫rwrn(1+rw2/r2)·dr=Pjsrn2rw2-rn2∫rwrndr+rw2∫rwrndr/r2=Pjsrn2rw2-rn2(rw-rn)+(-rw2rw+rw2rn)=Pjsrn2rw2-rn2(rw-rn-rw+rw2rn)　　　　　=Pjsrn2rw2-rn2rw2-rn2rn　　　=Pjsrn,:σzxp=Pjs·rn/S(1′)54··　　,(2):σzhp=PjsDn2/4S(Dn+S)(2′),:σjxp=〔∫rwrnPjsr2n(1-rw2/r2)·dr/(rw2-r2)/(rw-rn)=Pjsrn2∫rwrndr-rw2∫rwrndr/r2)/(rw-rn)(rw2-r2)=Pjsrn2/(rw-rn)(rw2-rn2)〔(rw-rn)-　　(-rw2/rw+rw2/rn)〕=〔Pjsrn2/(rw-rn)(rw2-rn2)〕〔rw-rn+rw-rw2/rn〕=-〔Pjsrn2(rw-rn)2/rn)〕/〔(rw-rn)(rw2-rn2)〕=-Pjsrn(rw-rn)2/(rw-rn)(rw2-rn2)=-Pjsrn(rw-rn)/(rw-rn)(rw+rn)=-Pjsrn/(rw+rn)(rw=rn+S),:σjxp=-Pjsrn/(2rn+S)(3′),,。、、S,。2　—,。。,,,,:σzxσzhσjx,:σzx-σjx≤〔σ〕tj(5)　〔σ〕tj———。(1a)、(2a)(5),:Sln=rn〔〔σ〕tj/(〔σ〕tj-2Pjs)-1〕(6),。,、。,,,。:Sl=〔PjsDn/(200〔σ〕tjη+Pjs)〕+C　η———;C———。:Sl=〔PjsDn/(200〔σ〕tjη-Pjs)〕+C,η=1.0。C1,,C1≥0.6mm。,,,、、。(收稿日期:1999年11月3日;修改稿日期:2000年3月10日)6　　　　2000