實例丨開孔直徑dop的確定
SW6因其運用的廣泛性和權威性,是GB/T150“事實上”的標準釋義,GB/T150中一些不那么直觀的條文,可以借助SW6理清思路。
在開孔補強計算中,開孔直徑dop的大小直接取決于計算截面的確定。GB/T150.3第6.3.3.1條對“開孔補強的計算截面選取”作了規(guī)定(如圖1所示),但不夠直觀,如對于圖2圖3中的開孔,我們還是希望能夠得到一些可以直接使用的定性結論。

圖1
大平板上開橢圓孔或圓孔,彈性力學上有結論:無論開孔的長軸垂直或平行于筒體軸線,在長短軸之比小于2的情況,孔邊最大應力為位于與筒體軸線夾角θ=0o(180 o)的周向應力。GB/T150取該截面為計算截面。參見此前的文章《等面積法開孔補強的應力校正系數(shù)F》
對于球形封頭,其周向應力和經(jīng)向應力是相等的,GB/T150取最大開孔尺寸為dop。而橢圓封頭或碟形封頭,其內(nèi)壓或外壓計算都是以球形封頭為基礎的,dop的取法與球形封頭一樣。
圖2

圖3
圖2和圖3中,筒體和標準橢圓封頭DN2000,δ=10,C1+C2=3.3,接管Φ114.3×8.8,C1+C2=3.9。運用SW6的“零部件“進行開孔補強計算,從計算書中可以扒出各種開孔的dop,可以對GB/T150.3的6.3.3.1有個直觀的理解。
計算結果匯總如下:
表1

從表1可以發(fā)現(xiàn):
一.對于序號2、3的開孔,即圖2中左邊的那個開孔,其開孔的最大尺寸位于周向上,但dop取位于計算截面上(即軸線方向上)的開孔尺寸。
二.對于序號4、5的開孔,即圖2中右邊下方的那個開孔,開孔的最大尺寸也處于計算截面上,所以dop取開孔最大尺寸。
三.對于序號7、8的開孔,即圖3中左邊的那個開孔,按GB/T150.3之6.3..3.1的規(guī)定,dop就取開孔最大尺寸。
四.對于序號9、10、11封頭法向上的開孔,無論哪個方向的開孔尺寸都一樣,都是dop。
最后,說一下CAD中由橢圓上一點作其法線的方法,這也是百度得來的。如圖4所示,首先,將橢圓1偏移一定距離,然后輔以CAD捕捉垂足的功能,作一以A為起點、并垂直于橢圓2的直線。該直線垂直于橢圓2,也必垂直于橢圓1,所以該直線為橢圓1的法線。

圖4
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