GB/T 150.3-2024式(9-42)给出了作用于筒体端部纵向截面的弯矩计算公式。
要算弯矩,得知道力和力臂,式(9-42)中的FD、F、FP这些都是力,这个好理解,但力臂呢,分母带个π怎么会是力臂?这要怎么理解呢?
这个是端部法兰计算的简化模型,有兴趣的可翻看王志文主编的《化工容器设计》(第三版)的P202或《化工设备设计全书——高压容器》的P139。
作用于断面上的力矩共有5项,如下图所示。这些力矩都是什么力产生的?见图中的红字。
那这些力都作用在哪呢,计算模型认为:
A作用于直径为(Di+δn-C2)的半圆弧
B作用于直径为DG的半圆弧
C为作用于直径为DG、Di的半圆形的两个力叠加
D作用于直径为Db的半圆弧
知道作用位置,那力臂知道了,半圆弧形心位置y=D/π,半圆的形心位置y=2D/3π。
所以,式(9-42)推导过程如下: