大型设备吊装的筒体应力计算.pdf

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1、2D■论文广场石20油和化工设备．14年第17卷大型设备吊装的简体应力计算李涛(北京化工大学机电工程学院，北京100029)[摘要]本文阐述了大型卧式容器的吊装计算模型，分析了容器简体在吊装过程中承爱的载荷，使用Roarkt2-式，采用载荷叠加原理对筒体内力进行了计算并校核了筒体的应力。[关键词]大型容器；吊装；环梁；筒体内／s；筒体应力随着我国社会经济的进步与科技水平的提高，设备制造在向大型化发展。在满足这一需求的过程中，除应考虑由于设备大型化带来的设计M及制造工艺等问题外，运输和安装方面的问题也成为设计者需重点关注的环节。对于卧式容器，一般情况采用吊耳实现吊装，

2、轻型设备用两个吊耳，重型设备用四个吊耳。本文以一段蒸发器简体为例，对其吊装产生的应力进行计算校核[】】。图1环梁受力图一段蒸发器需要校核的吊装应力包括吊耳板应力和简体应力。由于对吊耳板的应力计算相对较为简单，目前方法己很成熟，可以参考的文献很多口】，本文不再赘述。本文主要结合Roark计算原理和方法，重点计算吊装时筒体的应力，以供设计者参考【3】。1吊装计算力学模型蒸发器简体中径Rm=4257mm，筒体厚度T=14mm，吊装计算重量WL=2501550N，筒体轴图2环梁内力分析图线两侧一共分布了四个吊耳，各自焊接在简体以由此可知，在进行蒸发器筒体吊装计算时，及两个3

3、0c型工字钢加强圈上[4】。采用四根吊绳为了计算筒体的应力，分析吊装载荷对简体强度进行吊装，吊装位置在该段蒸发器的重心线上，和刚度的影响，可以把筒体有效承载段和加强圈在保证吊耳板及吊耳板焊缝强度足够的基础上，看成一个在中心环线上受到垂直向上的力和弯矩确定吊绳长度L=29750mm，左吊耳的垂直载荷W=358000Nt。作用的等截面闭合环梁，通过对环梁进行受力分析与应力求解，便能确定是否需要改变吊装的吊为便于分析，将吊耳附近的简体和加强圈看绳长度、增加加强圈截面面积或在筒体内部增加作一个环，其截面是简体有效承载段和加强圈形支撑装置。此环梁即吊装计算的力学模型。成的组合

4、截面，垂直载荷w可以利用力的平移原理平移到此环梁的中心环线上，同时也会产生一2环梁内力计算个弯矩Mo=．6．5704E+07N·mm，如图1所示。本文未注符号意义与文献[3中相同。作者简介：李涛(1990一)，男，湖北黄冈人，北京化工大学机电工程学院工程硕士在读，研究方向为化工过程机械。第2期李涛大型设备吊装的筒体应力计算．2J．2．1环梁内力分析吊装载荷产生的径向切应力通常不予考虑，这在吊装载荷作用下的闭合环梁是一个静不定主要是因为和环向应力相比，径向切应力相对较曲梁，梁的任一截面都承受垂直于此截面并作用小，在环向应力值较大之处，径向切应力往往不在截面中心的拉力N

5、，沿着径向平行于截面的剪力大，所以在求解环梁内力时，剪力V不必计算[3】。V和弯矩M的作用，如图2所示。为了求解任一截在具体求解内力时，把环梁从项部A处截开，利用面上的应力，需要得到此截面的三个内力。然而相关力学知识先求出在外载荷作用下A点的拉力和在工程设计中，对于曲率半径很大的曲梁来说，弯矩，然后任一截面的内力就能用A点的拉力与弯矩及角度的函数描述出来。M2W图3弯矩单独作用工况图4外力单独作用工况图5切向均布载荷作用工况由于外载荷包括力与弯矩，为避免计算过程R=．9646N，弯矩系数LTM=M。×。=0复杂，可以采用叠加法，将组合载荷等效成三种(0

6、<Ⅱ／2)，LTM=M。(Ⅱ／2。含义为：X>0时，。=1；X<0时，和环向均布载荷，分别计算这三种载荷工况下环。=0，环向力系数LTN=0，任意角度X处的弯梁截面的拉力和弯矩，最后叠加便得到组合载荷矩为：下的拉力和弯矩。M1=MA·NA×R×(1-u)+VA×R×Z+LTM=2．2弯矩作用下环梁内力计算一6．5704E+07×[0．6366×cos(x)一0．5](0

7、TM=的【，这些假设如下：一6．5704E+07×[0．6366Xcos(x)+0．5】(／2