裙座开孔分析注意事项 - PV Elite - Help - Hexagon

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Pitch and Ligament

  • Pitch 是相邻孔之间的中心到中心的距离。

  • Ligament 是相邻孔之间的边到边的距离

pitch ligament

如果孔桥太小,就有可能导致裙座塌陷和屈曲。EN 13445,被选为分析基础的规范,在这个问题上保持沉默。 这是因为 EN 13445只考虑了一个孔,而不是PV Elite可能分析的多个开孔。输出程序包括一个 Skirt Opening Stress Calcs 报告。该报告包含 Skirt Access Openings Dialog 中包含的所有开口的完整分析结果。

结果给出了建议的最小孔桥距离,但必须评估这是否符合项目要求。见如下示例:

Vessels with Multiple Skirt Elements

并发症发生在以下情况:

  • 一个裙座按两部分制作,也就是说,两个裙座支撑着容器。

  • 这两个裙座的厚度不一样。

  • 这两个裙座的材质不一样

  • 这两个裙座的半顶角不一样。

  • 一个出入孔横跨两个裙座。该开孔不能被认为是单个开孔。

为了正确地分析这些情况,每个裙座都被创建为一个单独的元件:

  1. 在底部裙座,输入孔的几何尺寸。孔的中心高度位于或靠近裙座顶部,孔的上半部分在裙座顶部节点之外。软件会据此调整分析结果,但会警告开孔超出了裙座的范围。

  2. 在顶部裙座,输入孔的几何尺寸。在这种情况下,孔的中心高度在裙座底部等于或接近零。同样,软件会据此调整分析结果,但会警告开孔超出了裙座的范围。

Sentry Box Openings

软件允许输入长圆形开孔。包含一个长圆孔的门形开孔的几何形状可能是:

长圆形开孔的底部将裙座的底部断开。软件会据此调整分析结果,但会警告开口超出了裙座的范围。

Basic Skirt Thickness

裙座在拉伸和压缩载荷下所需的厚度是使用与混凝土中压应力相同的公式确定的,除了使用裙座的厚度而不是基础的宽度:

其中:

W = 容器操作或试验时的重量
M = 容器上的最大弯矩
A = 裙座横截面面积
c = 基础环中心到裙座的距离(裙座半径)
I = 裙座截面的惯性矩。

在拉伸时,这个实际应力简单地与许用应力进行比较,通过求解 t 的公式,可以直接计算出所需的厚度。在压缩过程中,许用应力必须根据 ASME Ⅷ-1 的 UG-23 计算,其中几何系数由裙座厚度和半径计算,材料系数在规范外压图中可以找到。与所有外压图计算一样,这是一个迭代过程。选择厚度,计算实际应力,确定许用应力,调整原厚度,使许用应力接近实际应力。

Stress in Skirt Due to Gussets or Top Ring

如果有筋板或筋板和顶环包括在几何结构中,将会有一个额外的载荷在裙座。Jawad and Farr (Structural Analysis and Design of Process Equipment, pg 434) 分析了这一载荷,并确定了裙座中由于底板上螺栓载荷引起的应力 s 计算如下:

其中:

F = 螺栓载荷
b = 筋板底部宽度
t = 裙座厚度
h = 筋板高度

Jawad和Farr指出,这种应力应该与由于重量和弯矩而产生的轴向应力相结合,然后应该小于允许应力的三倍。因此,他们将这种应力归类为二次弯曲。软件执行该应力的计算,然后重复上述迭代过程,以确定基础环顶部的裙座的所需厚度。