夾套錐殼按照錐殼計(jì)算？

在看圖時(shí)，發(fā)現(xiàn)圖紙夾套錐殼和夾套筒體的厚度不一樣，夾套錐殼16mm，夾套筒體取值是14mm。

正納悶-為什么不取一個(gè)厚度？

看了計(jì)算書明白了，原來用的夾套錐殼尺寸，按照折邊錐體輸入SW6進(jìn)行了計(jì)算。

其中因?yàn)檎圻叞霃奖仨毚笥?0%的內(nèi)徑，為了SW6能夠計(jì)算，大端的折邊半徑尺寸還略有修改。

經(jīng)過計(jì)算，14mm不合格。

真的合格了嗎？

所以修改厚度成16mm，再運(yùn)行，合格！

拋開為了能計(jì)算，對于尺寸做了一些修改。僅僅看內(nèi)壓錐體的計(jì)算書真合格了嗎？

我們知道內(nèi)壓錐殼的厚度，不僅僅是錐殼本身，一般還包括加強(qiáng)段的厚度。

不仔細(xì)看，內(nèi)壓錐體的計(jì)算書很有迷惑性，詳見原來的文章：

內(nèi)壓無折邊錐體計(jì)算的困惑

當(dāng)翻開計(jì)算書時(shí)，經(jīng)典的一幕又出現(xiàn)了：

計(jì)算書結(jié)論是合格，但是我們知道，因?yàn)檫@個(gè)錐殼實(shí)際沒有設(shè)置33mm的過渡段，所以如果按照錐體計(jì)算，夾套封閉件的錐殼是不合格的。

夾套封閉件錐殼需要計(jì)算嗎？

回答這個(gè)問題，不妨看看規(guī)范到底是怎么規(guī)定的。

a) GB150

我們翻開GB150的規(guī)范，規(guī)范中明確了：

對于這種結(jié)構(gòu)的封閉件，只有結(jié)構(gòu)尺寸的要求，厚度不小于夾套筒體厚度，并沒有要求封閉件按照公式計(jì)算。

如果是平板封板，倒是有公式計(jì)算，計(jì)算出來的值也一般比較小。

b) ASME VIII I

ASME VIII I的附錄9，其要求和GB150大致是一樣的。

但是有一點(diǎn)比GB要求更低。ASME中只需要大于等于夾套筒體的最小厚度就行了，而不是大于等于名義厚度。

其中trc為封閉件需要的最小厚度。

trj為夾套筒體需要的最小厚度。

封閉件trc應(yīng)該大于等于trj。

對比GB中的tc>=tj，要求是更寬松了。

c) EN13445

在EN13445.3中第7.6條，明確了夾套的錐體不適用于錐殼計(jì)算公式。

綜上所述

按照各種規(guī)范，此類夾套封板是不需要計(jì)算的，可以直接按照規(guī)范取值，一般取等于夾套筒體厚度即可。

封閉件錐殼和錐殼的受力比較

規(guī)范為什么這么規(guī)定呢，夾套錐殼為什么不用普通錐殼方法校核呢？

推測的一些原因有：

1. 夾套的寬度一般比較小，內(nèi)筒對于夾套的支撐作用比較強(qiáng)，而夾套錐殼受力模型更接近于受均布載荷的小環(huán)板。而不是錐殼。

    

2. 錐殼計(jì)算需要考慮錐殼大小端的加強(qiáng)長度，而對于夾套錐殼，其本身的長度往往都小于加強(qiáng)段長度。

    

3. 夾套錐殼折邊的尺寸與錐殼也不同，強(qiáng)行輸入，會造成幾何尺寸的的不匹配。

    

為了直觀體驗(yàn)一下兩者的區(qū)別，用ansys驗(yàn)證一下。

夾套封閉件錐殼，記作模型A，尺寸如下：

內(nèi)壓錐殼，記作模型B

都施加內(nèi)壓為2MPa，看看哪種受力比較好。

對于模型A，其最大應(yīng)力點(diǎn)在折邊內(nèi)壁處，為186.8MPa：

對于模型B，其最大應(yīng)力點(diǎn)在小端外側(cè)，應(yīng)力值為2639.2MPa。而在大端折邊處的應(yīng)力值為1481.72MPa。

對比可以知道，錐殼的受力模型和夾套錐殼的受力模型是完全不一樣的。此上面的尺寸結(jié)構(gòu)中，錐殼模型的最大應(yīng)力是夾套錐殼封板的14.1倍，錐殼受力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比夾套錐殼差。盡管他們結(jié)構(gòu)看似很相似，但是公式完全無法借鑒。

當(dāng)然不放心的話，也可以稍微算一下：

對于夾套平封板需要計(jì)算最小厚度，其公式按照受均布載荷的環(huán)平板，這個(gè)厚度應(yīng)該算是夾套錐殼的上限了，所以簡單的計(jì)算話，可以借鑒采用如下的公式：

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