工程中常用的受力计算

• 采用标准无缝钢管Φ219×6mm，可满足要求。
• 临时管封头壁厚计算
• Sc= k/ Di √p÷([δ]t Φ/) • 式中：P------ 设计承受压力Mpa; • [δ]t----- 钢材许用应力Mpa; • Sc------ 平堵头计算壁厚mm • k/、Φ/ ------ 与堵头结构有关的系数； • Di ------ 管内径
• 例：计算标准无缝钢管Φ219×6mm，是否满足要求
• • • • • • • • 查 [δ]t=131Mpa（当t=20℃）；[δ]t =125Mpa（当t=250℃） 管路上水温度为20~70℃,t=80℃,取[δ]t=129.434Mpa≈129.4 Mpa 取P=5.0 Mpa Sm=（5.0×219）／（2×129.4×1+2×0.4×5.0）+0 ≈4.167(mm) 计算最小壁厚：（加修正值） SL=Sm+C=Sm+Asm 查直管壁厚负偏差系数差，则A=0.111 Sc=4.167+4.167×0.111≈4.7（mm）
• 抗弯、抗剪、抗压(抗拉)计算
• 在工程计算中,常常需计算梁、柱和杆等的受力状况，以校核材料的强 度是否满足要求，在受力计算中对于我们来说，最常用的是材料的抗 弯、抗剪、抗压(抗拉)等计算 • 抗弯、抗剪计算中先找出“危险截面”，即“危险点”，对抗弯、抗 剪计算中先算出最大弯矩和最大剪力。 • 对于抗压(抗拉)计算，先确定受力类型，算出最大受力，最终确定材 料是否符合要求。 • 在计算中一般情况下均采用简化计算的形式。
• 例：吊装100kN重物，根据钢丝绳的受力选用吊装用钢丝 绳的规格（绑扎形式如下图）
则钢丝绳每根受力 S=Q/n.cosa=100/4. cos45°≈35.36(kN) 按起重用钢丝绳要求取安全系数K=8, 则钢丝绳的破断力 Sb=K.S=8×35.36=282.88 (kN) 根据钢丝绳的破断力查表可得 采用抗拉强度2000MPa破断力为288.5 (kN) 规格6×37+1、直径￠21.5mm钢丝绳
• 钢丝绳受力计算
• • • • • • • 最简单的绑扎计算公式 S=Q/n.cosa 式中 S-----每根钢丝绳的受力 Q-----吊物的重量 n-----钢丝绳的根数 a-----钢丝绳与垂直线间夹角 对用于起重用的钢丝绳按国标要求一般按K=6~8倍的安全系数考虑， 则 S=Sb/K • 式中Sb-----钢丝绳破断力 • K-----安全系数（一般用于起重用取6~8）
• 取P=34.43 Mpa；采用标准无缝钢管Φ32×6mm
• • • • • Se=S-L=6-6×0.111≈5.334mm K’=34.43×20 ／(2×129.4-34.43) ×5.334≈0.576 因Di Se=20×5.334=106.68=0.107×103mm2 查表得d=90(mm) 固此在升压管路上开孔安装压力表管是允许的。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 例：管径为Φ159×5mm临时管封头壁厚计算（p=5.0Mpa） • 单边坡口，拟采用Sc=18mm的铁板(铁板(坡口30º 内接)封堵,铁板外加 两块筋板。如下图示： • 根据火力发电厂汽水管道设计技术规范可查得: • k/=0.4; Φ/=1.05; [δ]t=129.4Mpa,(80℃); • Di=149mm; • 套入公式计算可得:铁板壁厚Sc为: • Sc=0.4 ×149 √5÷(129.4 × 1.05 )
工程中常用的受力计算
一、管道和封头等计算 二、钢丝绳受力等计算 三、重物重心计算 四、抗弯、抗剪、抗压（抗拉）计算 五、压杆的稳定性计算
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管路计算：
取用公式： PDO Sm= +d 2[δ]tη+2YP 式中：Sm——直管的最小壁厚mm; Do——管子外径 [δ]t——钢材许用应力Mpa; Y——温度对计算管子壁厚公式的修正系数,对铁素体 和奥氏体钢,常温下Y=0.4; η——许用应力修正系数，无缝钢管η=1.0 d——考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度mm，此 处取d=0； P——设计压力MPa
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= 11.44mm
18mm
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主管上未加强开孔最大允许直径计算
PDi K’= (2[σ]t-P)Se K’——最小壁厚与有效壁厚之比； Di——主管内径mm Se——主管有效壁厚 [δ]t----- 钢材许用应力Mpa; P------ 设计承受压力Mpa
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• 例：Φ114的无缝钢管母管开孔安装压力表管计算
S
100kN
以下三组图片为采用一组或多组平衡梁 进行吊装重物的，如何对钢丝绳受力进 行计算？ 计算方式：从上往下逐级分解受力用上 述的计算方法计算每一根钢丝绳受力 （至于平衡梁或平衡架的受力为下一步 抗弯等计算内容）
• 重物重心计算
• 对于任何物体（或设备）都有一个重心，它是物体各部分重量的中心， 一个物体（或设备）不论放在什么地方，不论怎样安放，其重心在物体 内部的位置是始终不变的。 • 重心是物体各部分重力的合力中心 • 例：右图该部件的重心位置(已知物件总重Ｇ，求Ｄ） 按合力原理： GD=d1.g1+d2.g2+d3.g3+ d4.g4+d5.g5
• 抗弯抗剪计算
• • • • • • 一、列出剪力方程和弯矩方程，求出最大剪力和最大弯矩 二、根据表查出材料的截面模量或计算该材料的截面模量． 三、计算出材料受力状态下的所受应力。 四、与该材料对应的许用应力对比是否低于许用应力。 五、最终检查是否满足要求。 计算方式：如下图的一简支梁，梁上受集度为q的均布载荷，梁上受 一移动集中力F的作用,列出该梁的剪力方程和弯矩方程 q F A B x C Ｌ FRA FRB
d1 g1 d2 D
g2 d3 G
g3 d4
g4 d5
g5
• 实例：下面为岭澳二期凝汽器喉部，确定组合后 喉部的重心点（见下图）
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组合后的喉部为一个很不规则的部件，计算重心点采用逐个分解进行。 一、先确定左右单半喉部的重心。 二、确定单半喉部纵横向的重心位置尺寸。 三、根据已确定的单半喉部重心位置尺寸和低加的重心位置尺寸，运 用合力原理最终算出组合后喉部的重心位置。