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    壓力容器

    慣性矩與組合慣性矩計算--外壓容器慣性矩計算
    發布時間:2021-11-17 14:30:39瀏覽次數:

    外壓計算慣性矩與組合慣性矩計算:

    例:設計壓力-0.1Mpa,筒體內徑1000,計算長度Ls=500,筒體厚度4mm,鋼板負偏差0.33,

    加強圈尺寸30x12,與筒體的連接形式如下圖。試校核加強圈。

    加強圈尺寸.png

    1.計算加強圈的慣性矩Ia

    Ia=b*h^3/12=12*30^3/12=27000mm4

    2.計算圓筒有效段(D0為筒體外直徑,δe為有效厚度)的慣性距:

    Ib= b*h^3/12=0.55*(1008*(4-0.33)^0.5)*(4-0.33)^3/12=275.596mm4

    3.以下圖中為坐標系則組合截面的型心位置yc

    加強圈型心位置.png

    yc=(Aa*ya+Ab*yb)/(Aa+Ab)=11.84359mm

    4.組合截面慣性矩(使用平行移軸公式):

    Ic=Ia+(yc-ya)^2*Aa+Ib+(yc-yb)^2*Ab= 68647.74081

    組合截面慣性矩的計算方法是將截面分解成幾個規則的圖形,分別求各個圖形的慣性矩,

    然后求組合截面的形心位置,后求各個圖形對通過該形心的軸的慣性矩(用到平行移軸公式計算),后相加就是組合截面對通過形心的軸(外壓容器加強圈時用到的軸是與筒體中心線平行且通過組合截面形心的軸)的慣性矩。

    這點對于求解加強圈組合截面慣性矩足夠了。其它不規則圖形都可以用此分割的辦法來求解。

    我編寫的計算組合截面慣性矩的excle表格計算結果如下:

    excel計算結果.png

    下面用sw6-1998 v3.1來進行驗證。

    數據輸入如下:

    sw6驗證1.png

    sw6驗證2.png

    sw6驗證3.png

    sw6驗證4.png

    計算結果如下:

    sw6驗證結果.png

    兩者完全吻合。

    手工計算能明白這些數據到底是怎么來的,但對于不規則圖形的話計算必然會很繁瑣,

    并且很容易出錯,這個時候借助工具則是一個比較好的方法。對于不規則圖形可以通過作圖的方法來求慣性矩。

    下面介紹一個簡便的方法:利用CAXA電子圖板來求慣性矩(以CAXA電子圖板2007版本來說明);

    先把圖形畫出來,還以上面的加強圈尺寸來畫圖。畫好圖(保證是一個封閉圖形)后;

    1:點擊工具-->查詢-->重心就可以得到截面的形心,然后畫一條通過形心與筒體中心線平行的直線,

    注意不要把截面給分開了,要保證是一個完整的封閉圖形;

    2:點擊工具-->查詢-->慣性矩點擊截面內然后選擇剛才所畫的直線就可以得到該截面的慣性矩。

    查詢結果如下:

    caxa驗證結果.png

    與上面計算的結果也一致。

    又如下面的這個例子:

    caxa另外一個驗證.png

    非常的方便。

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