一种承插式管材的插口和承口厚度的设计方法与流程

文档序号:40795133发布日期:2025-01-29 02:00阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种承插式管材的插口和承口厚度的设计方法,其特征在于,插口厚度的设计方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的设计方法,其特征在于:步骤a2包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的设计方法,其特征在于:步骤a3包括如下步骤:

4.根据权利要求1~3任一所述的设计方法,其特征在于:步骤a1中,得到的径向变形量u的微分方程为:

5.根据权利要求4所述的设计方法,其特征在于:步骤a2中,假设所述圆环受到至少两个相对圆心对称的径向集中力p,且相邻两个径向集中力p之间的夹角为,所述圆环满足以下三个边界条件:

6.根据权利要求3所述的设计方法,其特征在于:步骤a31中采用的剪切载荷公式为:

7.根据权利要求1所述的设计方法,其特征在于:对于同一基管,沿着从承口到插口的方向,承口的内壁包括依次排列的第一阶梯(1)、第二阶梯(2)、第三阶梯(3)、第四阶梯(4)、第五阶梯(5),管身内壁一端为第六阶梯(6),对应的内径分别为:d2、d1、(d3-2f0)、d3、d4、(d0-2s),第四阶梯(4)和第五阶梯(5)连接处的倒角为第一倒角(r1),第五阶梯(5)和第六阶梯(6)连接处的倒角为第二倒角(r2),第二阶梯(2)和第三阶梯(3)连接处的倒角为第三倒角(r3),第一阶梯(1)和第二阶梯(2)连接处的倒角为第四倒角(r4)、第三阶梯(3)和第四阶梯(4)连接处的倒角为第五倒角(r5),d0是基管外径,s是管身的壁厚,f0是第三阶梯(3)突出第四阶梯(4)的高度,f0≥0。

8.根据权利要求7所述的设计方法,其特征在于:步骤b2中,通过应力计算公式计算得到步骤b1中各选取处的最小壁厚,把承口视作包括至少两个同轴连接的内壁为圆锥面的压力容器加上至少一个安装在压力容器内壁上的环形加强圈,,,其中,为管身的环向应力,为选取处的环向应力,d0是基管外径,d是选取处直径,p是基管内流体的压力,s为基管厚度,s0为选取处的壁厚,α为选取处所在圆锥的半锥角。

9.根据权利要求8所述的设计方法,其特征在于:当承口的材质和管身的材质相同时,所述应力计算公式为:。

10.根据权利要求8所述的设计方法,其特征在于:当承口的材质和管身的材质不相同时,所述应力计算公式为:,其中,q0为管身材料的屈服强度,q1为承口所用材料的屈服强度。


技术总结
本发明公开了一种承插式管材的插口和承口厚度的设计方法,插口厚度的设计方法为:a1:根据圆环的挠曲线微分方程和力矩平衡方程获得圆环的径向变形的微分方程和微分方程的通解;a2:计算圆环径向变形最大量的计算公式;a3:求基管的满足变形要求的插口最小厚度;承口厚度的设计方法包括为:b1:选取承口内壁上应力易集中的多处,选取原则为:若这几处的壁厚满足应力强度要求,则承口每一处壁厚都满足强度要求;b2:确定各选取处的最小壁厚。本发明可通过理论分析和计算获得不同管径的承插式管材满足变形要求的插口最小或接近最小的厚度以及满足强度要求的承口最小或接近最小厚度,可降低管材的生产、制造和运输成本。

技术研发人员:肖和飞,尹希伟,张新爱,罗安明
受保护的技术使用者:湖南振辉管业有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/1/28
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