不带颈翻边松式管法兰强度和刚度的计算



依据：GB/T 17186.1-2015		不带颈翻边松式管法兰连接计算
	名称	单位	公式/来源	值
1	示意图
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18	输入
设计 条件	计算压力，P	MPa		0.8
	设计温度	℃		150
垫片	型式及材料	/		纤维橡胶板
	m值	/		1.25
	y值	MPa		2.8
	垫片与密封面接触内径,Di	mm		1639
	垫片与密封面接触外径，Do	mm		1687
	接触面简图	/		1a
	基本密封宽度，b0	mm		12
螺栓	材料标准	/		GB/T 3077
	材料牌号	/		35CrMo
	设计许用应力，[σ]bt	MPa		161
	常温许用应力，[σ]b	MPa		161
	公称直径，db	mm		30
	根径/最小径，dbmin	mm		26.21
	数量，n	/		68
	中心圆直径，C	mm		1755
法兰	材料标准	/		NB/T 47008
	材料牌号	/		16Mn
	材料是否为铸铁？	/		否
	设计许用应力，[σ]ft	MPa		146
	设计温度弹性模量，Et	MPa		190000
	常温许用应力，[σ]f	MPa		157
	常温弹性模量，E	MPa		206000
	内径，B	mm		1600
	外径，A	mm		1815
	法兰厚度，t	mm		160
接管	材料标准	/		GB/T 9948
	材料牌号	/		Q345
	翻边厚度，t1	mm		12
	法兰与翻边接触面的中点直径，G	mm		1670
	设计许用应力，[σ]nt	MPa		137
	常温许用应力，[σ]n	MPa		137
52	过程
53	角焊缝剪切面积，Aτ	mm2	Aτ=πBt1	60318.57895
54	法兰外径与内径比值，K	/	K=A/B	1.134375
55	垫片接触宽度，N	mm	N=(Do-Di)/2	24
56	垫片有效密封宽度，b	mm	b={b0,b0≤6.0；2.5√b0}	8.660254038
57	操作状态下需要的最小垫片压紧力，HG	N	HG=2bπGmP	90871.34815
58	预紧状态下需要的最小垫片压紧力，HP	N	HP=Wm2=πbGy	127219.8874
59	总的端部静压力，H	N	H=0.785G2P	1751429.2
60	操作状态下所需的螺栓载荷，Wm1	N	Wm1=H+HG	1842300.548
61	预紧状态下所需的螺栓载荷，Wm2	N	Wm2=HP	127219.8874
62	操作状态所需螺栓截面积，Am1	mm²	Am1=Wm1/[σ]bt	11442.86055
63	预紧状态所需螺栓截面积，Am2	mm²	Am2=Wm2/[σ]b	790.1856361
64	所需螺栓总横截面积，Am	mm²	Am=max{Am1，Am2}	11442.86055
65	螺栓实际横截面积，Ab	mm²	Ab=nπdbmin2/4	36688.74329
66	操作状态所需螺栓直径，dbm1	mm	dbm1=√4Am1/nπ	14.63753362
67	预紧状态所需螺栓直径，dbm2	mm	dbm2=√4Am2/nπ	3.846494966
操作	操作状态设计螺栓载荷，W	N	W=Wm1	1842300.548
	操作状态，HD	N	HD=0.785B2P	1607680
	操作状态，hD	mm	hD=(C-B)/2	77.5
	操作状态，MD	N·mm	MD=HDhD	124595200
	操作状态，HT	N	HT=H-HD	143749.2
	操作状态，hT	mm	hT=(C-G)/2	42.5
	操作状态，MT	N·mm	MT=HThT	6109341
	操作状态，HG	N	HG=W-H	90871.34815
	操作状态，hG	mm	hG=(C-G)/2	42.5
	操作状态，MG	N·mm	MG=HGhG	3862032.296
	操作状态法兰总力矩，M0	N·mm	M0=(MD+MT+MG)Bsc	134566573.3
预紧	预紧状态设计螺栓载荷，W	N	W=(Am+Ab)/2×[σ]b	3874594.109
	预紧状态法兰总力矩，M0	N·mm	M0=(C-G)W/2×Bsc	164670249.6
81	螺栓实际间距，Bs	mm	Bs=πC/n	81.0808104
82	2db+t	mm	2db+t	220
83	螺栓间距修正系数，Bsc	/	第8.6节	1
切向	系数，Y	/	图2	15.42659953
	系数，Z	/	图2	7.973339235
	操作切向应力，σT	MPa	σT=YM0/t2B	50.68126552
	预紧切向应力，σT	MPa	σT=YM0/t2B	62.01909167
88	操作工况翻边剪应力，τ	MPa	τ=Wm1/Aτ	30.54283739
89	预紧工况翻边剪应力，τ	MPa	τ=W/Aτ	64.23550051
90	结果
91	螺栓推荐最大间距，Bsmax	mm	Bsmax=2db+6t/(m+0.5)	608.5714286
92	螺栓所需直径，[dbmin]	mm	[dbmin]=max{dbm1，dbm2}	14.63753362
93	螺栓直径校核	/	dbmin≥[dbmin]	合格
操作工况	操作工况切向应力，σT	MPa	σT=YM0/t2B	50.68126552
	操作工况切向许用应力，[σT]	MPa	[σT]=[σ]ft	146
	操作工况切向应力校核	/	σT≤[σT]	合格
	预紧工况翻边剪应力校核	/	τ≤0.8[σ]nt	合格
预紧工况	预紧工况切向应力，σT	MPa	σT=YM0/t2B	62.01909167
	预紧工况切向许用应力，[σT]	MPa	[σT]=[σ]f	157
	预紧工况切向应力校核	/	σT≤[σT]	合格
	预紧工况翻边剪应力校核	/	τ≤0.8[σ]n	合格
102	预紧工况法兰刚度指数，J	/	J=109.4M0/(0.2Et3lnK)	0.846686761
103	预紧工况法兰刚度校核	/	J≤1.0	合格
104	操作工况法兰刚度指数，J	/	J=109.4M0/(0.2Et3lnK)	0.750167833
105	操作工况法兰刚度校核	/	J≤1.0	合格