1. 椭圆封头的重量不一样
有朋友问了这么一个问题:
椭圆封头用GB封头规范公式计算出来的重量,和用三维软件画出来的重量,两者的结果一样吗?
案例:
EHA2:1椭圆封头,直径5600mm,直边段70mm,投料 40mm,密度按8000kg/m3,标准公式计算是11100kg,cad建模画出来是11469kg。
为何两者相差370kg?
差距在什么地方?
2. 封头重量计算的公式解析
对于椭球,一般有计算公式如下。
对于标准椭圆封头,其长轴为a,短轴为b,其半个椭球的内容积为:
V=2/3πaab
在GB/T 25198-2023中,椭圆封头的重量计算公式如下:
外部的容积是以长轴为a+壁厚,短轴位b+壁厚的一个椭球来计算的。
很显然,椭圆封头的外表面,并非一个椭圆。两者之间是有稍许差异的。
在三维软件里,用的是以内壁椭圆线为母线,将厚度直段沿着母线拉伸形成面,再将面旋转360度形成体。
外表面是拉伸而来的偏移面,不是一个椭球壳。
两者的差距正来源于此。
在2D的CAD中可以很容易发现,椭圆线和偏移线之间是有间隙的,偏移线要比椭圆线更靠外,容积也就更多。
3. 验证
在VCAD中,用GBhead绘制一个椭圆封头,数据如下,计算得到的重量为11094.5kg。
在高惠PV中,建立一个椭圆封头。
可以很容易查询得到椭圆封头的单重是11468.8kg。
两者的重量相差374.3kg,的确不一样。
两者不一样,是否意味着规范应该提供更精确的重量计算公式呢?
当然不是。
我们所求的重量一般是理论重量,中间很多因素没有考虑的。
比如一个椭圆封头本身是由一块圆形平板通过加工而成的,理论上,质量守恒,椭圆封头和平板的重量是相等的,椭圆封头应该按照下料平板计算重量。
椭圆封头也不是标准的椭圆球,外表面也并非是偏移出来一个等厚度的面,可能中间薄,边缘厚。
规范给的公式精度已经足够了,除了稍微偏小,没有别的问题。
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