淮海工学院二○一三届毕业设计（论文） 第26页 共41页
3?1?2?1.77?105?158?2?161?5 ???1.77?10?0.003? ??12?800?158?800???? ?362MPa
旋转刚度无量纲参数 __?K'f??362 Kf? ?4?399774Kt =0.0071
壳体法兰应力参数Y :查GB150—98 P104表9—5
K?DfDi?1116/800?1.395
查表得 Y=6.00
查图3-16有：m1?0.22
?=m1Kkf__?0.22?8.8
3.5?0.0071查图3-18有：G2=2.3 查图3-17有：m2?2.7
壳程压力作用下的危险组合 ps??pc?0.9MPa 壳程设计压力 ps=ps?=0.9MPa 管程压力pt=0 y=at(tt-to)-as(ts-to) βyEt/MPa 1.26?10-3 46.83 50.43 0.009 Pa??sps??yEt/MPa Pb?C'ps 淮海工学院二○一三届毕业设计（论文） 第27页 共41页
pM?Mb?b ?pa____0.00033 ν=ψM ___0.0029 0.23 0.47 0.046 0.0105 0.084 138.5?3[?]tr 36.2?3[?]tr 4925?1.5[?]tr 184?3[?]f tm?m1??m2 1?? G1 ?__1G1(1?v)/MPa ?4Q?G2r?__r,3m(1?v)/MPa ?4K(Q?G2)11?v??p4Q?G2/MPa 管板应力 ?D?r??rPa?(i)2/MPa u?Dkk2't?r??rPs[1??(2?m)](i)2/MPa um2m???PD?p??pai/MPa u?_ 壳体法兰应力 ?t?'?4 DYMWS?Pa('i)2/MPa ?f管子应力 -9.38?1.5[?]r 9.38<[σ]cr 72.5?3?[?]tc tG?vQ?f?[Pc?2Pa]/MPa ?Q?G21壳程圆筒轴向应力 A?(1?v)?c?Pa/MPa BQ?G2拉脱力σ 淮海工学院二○一三届毕业设计（论文） 第28页 共41页
q??ta/MPa ?dl0.643?3[q]tr 10 膨胀节的设计
为补偿因温度差与机械振动引起的附加应力，造成设备的损坏，需安装膨胀节，一般采用U形膨胀节。选用材料为0Cr18Ni9
10.1 U形膨胀节的计算
设计数据：L1=20mm，R=35mm，h=73mm，W=140mm，?'e=8mm 10.1.1 应力计算
(1)内压引起的无加强圈膨胀节直边段的周向薄膜应力计算 ?z?pDek0.9?70?0.56??0.45MPa 2m?p2?1?5.6式中：p————设计压力，MPa
De————膨胀节直边段外直径（即波根外径），mm k————系数，k?L120??0.56
1.5De?'e1.5?70?8 当k>1时，取k=1 L1————膨胀节直边段长度，mm
m————波纹管管壁的层数，对单层膨胀节，m=1 ?p————成形后波纹管一层材料的最小有效厚度，mm
?D??70? ?p??e??'e????8?5.6mm
?143??Dm? ?'e————成型前波纹管一层材料的有效厚度，mm Dm————波纹管的当量外直径，mm Dm?De?h?70?73?143mm (2)内压引起的波纹管周向薄膜应力：
1212???0.9?143pDm?11 ?1=??7.1MPa ??2m?p?0.571?2h?2?1?5.60.571?2?73W?140?淮海工学院二○一三届毕业设计（论文） 第29页 共41页
(3)内压引起的波纹管径向薄膜应力： ?2?ph0.9?73??5.86MPa 2m?p2?1?5.6 (4) 内压引起的波纹管径向弯曲应力：
2p?h?0.9?73? ?3?Cp??????0.28?21.4MPa ??2m??p?2?1?5.6?2 Cp————系数，由GB151-89上图A4查得 (5)轴向位移引起的波纹管径向薄膜应力： ?4?Eb??p?C2?e22h3Cf195?5.6?1??180??10.2MPa
2?733?0.252Eb————常温时膨胀节材料的弹性模量，MPa
Cf————系数，由GB151-89上图A3查得 e————一个波的轴向位移，mm （6）轴向位移引起的波纹管径向弯曲应力： ?5?5Eb??p?C2?e3h2Cd?5?195?5.6?1??180?69MPa 23?73?1.05 Cd————系数，由GB151-89上图A2查得 (7)组合应力：
?p??2??3?5.86?21.4?27.26MPa ?d??4??5?10.2?69?79.2MPa
?R?0.7?p??d?0.7?27.26?79.2=98.3MPa 10.1.2 应力校核
???t————在设计温度下的许用应力，MPa，???= 114MPa
t?st————在设计温度下的屈服强度，MPa，?st=127MPa
a．?z?0.45MPa，?1=7.1MPa，?3?21.4MPa均小于???= 114MPa b．?p?27.26MPa<1.5?127=190.5MPa c．?R?98.3MPa<2?127=254MPa
t淮海工学院二○一三届毕业设计（论文） 第30页 共41页
所以满足要求
11 开孔补强
壳体开孔满足下列全部要求时，可不用补强： 1)．设计压力?2.5Mpa.
2)．两相邻开孔中心的间距（对曲面间距以弧长计算）应小于两孔直径之和的两倍。
3)．接管公称外径?89mm 4).接管最小壁厚满足
表6 不需补强接管最小厚度表
接管公称外径/mm 最小壁厚/mm 注：
1、 钢材的 标准抗拉强度下限值σb>540MPa时，接管与壳体的连接宜采用全焊透结构形式。 2、 接管腐蚀裕量为1mm。
25 32 3.5
38 45 48 57 65 76 89
4.0 5.0 6.0
11.1 进料口的开孔补强
根据管口数据DN80表查HG20592-97选用管子的外径为89mm，根据HG20553-93选取?89?7的接管，查GB150-1998得
圆筒开孔所需面积：
A?d??2??et(1-fr)
?—圆筒开孔处的计算厚度， ??178mm。
fr—强度削弱系数，等于设计温度下接管材料与壳体材料许用应力之比值，
当该值大于1.0时，取fr?1.0
fr????管???筒tt?101?0.70 144d—开孔直径，圆形孔取接管内劲加两倍厚度附加量，取厚度附加量为2mm，
d?89?2?2?93mm。
?et—接管有效厚度，?et??nt-C?7-3.6?3.4mm ?nt—接管名义厚度
A?93?17.8?2?178?3.4?(1-0.70)?2018mm2