EJMA标准膨胀节设计计算

膨胀节设计计算1. 形膨胀节几何参数输入 直边段外直径——d 膨胀节层数—— n 膨胀节一层的名义厚度—— t 加强环的厚度—— tc 1130 mm 3 2 mm 45 mmi

形圆环的内半径——r 形圆环中心线直径—— d

65 mmp

1290 mm 1.8718643 mm 67.807796 mm 2 1175 mm 1124 mm

d 考虑到成型减薄后膨胀节单层的实际厚度—— t p t d p 形圆环的平均半径—— r ri 0.5nt p总波数—— N 加强环的平均直径—— d c d tc 直边段平均直径—— db d nt 2.设计参数输入 设计内压—— P 膨胀节材料在设计温度下的弹性模量—— E 20 膨胀节材料在室温下的弹性模量—— Eb 加强环材料在设计温度下的弹性模量——E 膨胀节纵向焊接接头系数—— b 加强环纵向焊接接头系数—— ct 设计温度下的膨胀节材料许用应力—— b t 设计温度下的加强环材料许用应力—— c t b

11 Mpa 1.77E+05 Mpa 1.93E+05 Mpa 1.79E+05 Mpa 0.9 0.9 161 Mpa 120 Mpa 586 Mpat b

t c

膨胀节材料室温下强度限—— 设计循环次数 一个波的轴向位移—— e 3.系数计算 膨胀节的形状因子——

20 b

膨胀节材料设计温度下强度限——

582.6 Mpa 5000 8.03 mm

6.61

r2 d pt p

12.586259 12.3184 1.9585 6.08954

随形状因子变化的系数—— B1 随形状因子变化的系数—— B2 随形状因子变化的系数—— B3

膨胀节设计计算1. 形膨胀节几何参数输入

直边段外直径——

d膨胀节层数——n

膨胀节一层的名义厚度——t加强环的厚度——tc

形圆环的内半径——ri

形圆环中心线直径——dp考虑到成型减薄后膨胀节单层的实际厚度——tp t

形圆环的平均半径——r ri 0.5ntp

总波数——N

加强环的平均直径——dc d tc直边段平均直径——db d nt

2.设计参数输入

设计内压——P

膨胀节材料在设计温度下的弹性模量——Et

b

膨胀节材料在室温下的弹性模量——E20

b加强环材料在设计温度下的弹性模量——Et

c膨胀节纵向焊接接头系数—— b加强环纵向焊接接头系数—— c

设计温度下的膨胀节材料许用应力—— t

b 设计温度下的加强环材料许用应力—— t

c

膨胀节材料室温下强度限—— 20

b膨胀节材料设计温度下强度限—— t

b

设计循环次数

一个波的轴向位移——e3.系数计算

r2

膨胀节的形状因子—— 6.61

dptp随形状因子变化的系数——B1

随形状因子变化的系数——B2随形状因子变化的系数——B3

设计安全系数—— nc 4.应力和疲劳寿命校合

t b20 b T 疲劳寿命温度修正系数—— f b20

15 0.997099

4.1 内压引起的直边段和加强环中的周向薄膜应力 内压引起直边段中周向薄膜应力——

1

t Pdb2 Eb t 2 ntdb Eb d c Ect tc

115.33732 Mpa

ok!

' 内压引起加强环中周向薄膜应力—— 1

Pdc2 Ect t 2 ntdb Eb d c Ect tc 4.2 内压在膨胀节中所产生的周向和径向薄膜应力

127.53503 Mpa

no ok!

内压在膨胀节中产生的周向薄膜应力—— 内压在膨胀节中产生的经向薄膜应力——

2 3

pr 2nt p

66.412022 Mpa 140.62604 Mpa

ok! ok!

nt p d p 2r

pr d p r

4.3 位移在膨胀节中产生的径向薄膜应力和弯曲应力 Eb20t 2 pe 位移引起的膨胀节中经向薄膜应力—— 5 10.92 r 3 B1

6.2558126 Mpa

位移引起的膨胀节中经向弯曲应力——

6

Eb20t p e 1.82 r 2

B2

216.17702 Mpa 644.31096 Mpa

组合应力—— R 3 3 5 6 4.4 疲劳寿命校核 3.25 15847.8 失效循环次数—— N C T 288 f R N C nc 许用循环次数—— 4.5 膨胀节刚度计算N

231141

15409

ok!

一个波的理论轴向弹性刚度——

fi

t 3 d p Eb t pn

10.92r 3

B3

8029.6469 N/mm

4.6 柱状失稳压力校核(两端固定)

基于柱状失稳的限制设计压力——

Ps

0.15 fi N 2r

13.950751 Mpa

ok!

设计安全系数——

nc

t

疲劳寿命温度修正系数——

T 20b b

f

4.应力和疲劳寿命校合

20

b4.1

内压引起的直边段和加强环中的周向薄膜应力

Pd2t

bEb

内压引起直边段中周向薄膜应力—— 1

2ntdbEtb dcEtctc

'Pd2cEt

内压引起加强环中周向薄膜应力——c1

2ntdEtb dcEtbctc4.2内压在膨胀节中所产生的周向和径向薄膜应力

pr内压在膨胀节中产生的周向薄膜应力——

2

2ntp

内压在膨胀节中产生的经向薄膜应力——

pr dp r

3

ntpdp 2r4.3位移在膨胀节中产生的径向薄膜应力和弯曲应力

E20b位移引起的膨胀节中经向薄膜应力—— t2pe5 10.92 r3B1

20btpe位移引起的膨胀节中经向弯曲应力——

6

E1.82 r2

B2

组合应力—— R 3 3 5 6

4.4疲劳寿命校核

3.25

失效循环次数——N 15847.8

C T 288 fR

N N

C许用循环次数——

nc4.5膨胀节刚度计算

fdEt3pbtpn

一个波的理论轴向弹性刚度——

i

10.92r

3

B3

4.6柱状失稳压力校核（两端固定）0.15 fi

基于柱状失稳的限制设计压力——

Ps

N2r