复式膨胀节——简单模型 - CAESAR II - 参考数据

CAESAR II 应用指南

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中文 (大陆)
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CAESAR II
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参考数据
CAESAR II Version
13

复式大拉杆膨胀节用于吸收横向变形。如果有三根及以上拉杆,膨胀节端部就不会有轴向变形或者弯曲变形。

从制造商样本中输入横向刚度值,而不要输入弯曲刚度值。有关波纹管刚度的更多介绍参见有内压推力的简单波纹管一节。

对于复式膨胀节,制造商样本中会有一系列不同规格的数据。在大多数情况下,样本中的刚度指的是复式膨胀节的整体刚度。如果给定膨胀节的整体横向刚度,就可以使用一组波纹的简单或复杂模型。在这种情况下,制造商还必须提供膨胀节的累积位移行程,以便管道设计师来核实两个波纹管都没有被过度拉伸。

多数复式膨胀节组件在连接中间接管的拉杆上设有限位块。这些限位块是用来防止波纹管的过渡拉伸,可以在复杂复式膨胀节模型中加以模拟。对于简单复式膨胀节模型,用户必须核对计算结果以确保这些限位块没有起作用。限位块一般认为是一种安全装置,除非特别注意限位块周围元件的设计时,其不应作为工作部件纳入设计。

首先确保被保护设备的荷载不能超过许用值,在这之后要核对每个膨胀节的位移行程。用户可以用分析(Analysis) > 膨胀节评估(Expansion Joint Rating)命令来计算波纹的相对位移,评估波纹管的强度。膨胀节评估(Expansion Joint Rating)分析模块只能分析单组波纹管,需要先建模,再核实复式膨胀节组件的每一组波纹。

有些制造商认为拉杆两端的摩擦加上其他影响会限制这种型式膨胀节的整体横向柔性。有时通过增加10%的整体横向刚度来补偿摩擦带来的影响。

复杂模型的建模,先从管道轴心开始,沿其法线方向,到与拉杆中心线的交点为止建立刚性件,然后两刚性件之间用实际管单元连接,管单元直径等于拉杆的直径,壁厚等于拉杆直径的一半。

波纹及其它结构件的重量加在波纹两端的法兰上。如果膨胀节是在锚固点与弹簧之间的话,重量就需要更加真实了。

诸如松开拉杆上的螺母等现场情况,可以用复杂膨胀节模型来模拟。

各种复式膨胀节模型的介绍参见下文。每种模型还包括输入示例。当用户已知拉杆的两端都与法兰固定,就是说法兰的两侧都有螺母时,才用简单模型。

在上图中,左边的法兰只有一侧有螺母。除非用户确定所有的拉杆处于拉伸状态,否则应使用复杂膨胀节模型来模拟这种构型。

当给定膨胀节的整体性数据,比如整体横向刚度,则使用第一个模型。当给定模型中每组波纹的角向刚度,则使用第二个模型。

当为整个组件提供等效的单波纹管横向刚度时:

下面的模型没有显示增加有任何额外的
硬件或波纹管重量,这可能会影响该区域的荷载分布
和弹簧架设计。

当给定单组波的角向刚度时:

拉杆及中间接管通常按环境温度建模。

内压推力由双螺母拉杆吸收。可以将有效内径(Effective ID)和轴向约束删除。

下面的模型没有显示其它结构件或波纹管的重量,这可能影响该区域的荷载分布及弹簧支吊架的设计。