yuun 发表于 2021-1-22 13:07:36

抱女朋友对裙座设计的启发

爱情的力量

一个位哲人曾经说过:
一个人可能抱不起100斤的砖头,但是却能抱起100斤的女朋友,这就是爱情的力量!
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2m2Zibyy0hHRycl69qGdBIkpGYx3hQB083IWZRBqtGIFE69TluicEqyjjia94pXPf64RSC4IWIoPicP2w/640?wx_fmt=jpeg
错了,是这张图:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlAhIt7ZVicZCK10HQNCsrrc9PH1FumBplicZApsicjO7Zcjby8FPJzdkZw/640?wx_fmt=jpeg
其实这里面有深刻的力学知识。
只要女朋友愿意被你抱,她自然会配合你的施力点,自动调整姿势,增加受力面积,让重量合理分散,女朋友和你的组合重心与腿的着力点的连线接近于垂直地面,身体只受到向下重力,而弯矩可以降低到最小,所以会感觉很容易。
而当面对没有意识的石头,我们只能靠腰部力量强行提起,自己寻找平衡感,而抱起来的过程中,身体重心和石头重心不垂直于地面,会有很大的附加弯矩,所以感觉更为吃力。
同样是抱女朋友,公主抱和交颈抱也是不同的,一般是交颈抱更为省力,因为重力虽然一样,交颈抱却能更有效的降低弯矩,如果两人贴合紧密,配合默契,载荷合理,能将弯矩降低到0,不仅仅能缓解男朋友的疲劳,甚至还能健步如飞(承受动载荷)。
裙座结构
上面的原理对于裙座结构有什么启发呢?
对,就是如何降低裙座和筒体连接处的局部弯矩。
很多朋友总是很纠结,到底裙座和筒体采用内径对齐还是外径对齐呢,采用削边对接还是平齐对接呢,选择这些结构应该考虑什么呢?
在NB/T 47041-2014中,规范建议裙座壳体内径宜与封头内径相等。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlmvT55EhFvgzicSUf0YTw7yZ8YEBv60c3NU9hgxcF3EicibN8NpHZ0cNBA/640?wx_fmt=png
在规范释义中,对于2a)的第二种节点在如下情况下使用。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlTTOnTLQia7xTS9ANJpsMVWA7nzEWickm7euVo0RyuoiaOoTNFEzPFSVIA/640?wx_fmt=png
对比第一种节点,裙座需要开坡口并预留~2mm间隙焊接。其结构应力集中更小,抗疲劳效果好。

对于裙座的内径,释义中的规定比正文更加详细,对于特别重,壁厚特别厚的设备,优先考虑中径对齐形式。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlUOYPFBc5OsCAz5vAFmPBCnuia78q7FvEEHvZ9bbqyZEGTXwGjh8xUFw/640?wx_fmt=png
采用中径对接,可以有效降低上部自重对裙座的弯矩。就像抱起女朋友一样,紧紧贴合,两者重心连线垂直于地面,能够将附加弯矩降低到最低。
在比较重要的场合,可以选择采用整体锻造的过渡段的裙座,造价也是最高的。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlReOuleI185IoTvsDwYNicLicr8oJribGMibMBLzp2Nm6QzBibwLo7RwLlLw/640?wx_fmt=png

裙座加托板焊接
在SH/T 3098中,除了NB/T47041的焊接节点,还多了一种焊接节点c)-裙座加托板焊接,这种节点一般用于球形封头。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlt7340gL9abJic9d3ATu09OVW0Rr52icEDKmkFqKfaHcrapk6IdoCnE1A/640?wx_fmt=png
由于球形封头一般比筒体薄,封头一般需要削掉一部分,造成封头与筒体的焊缝线在切线以下。如果此时还需要使得筒体中径和裙座中径对齐,裙座的中径会与封头的焊缝比较近。此时采用c)节点,既解决了中径对齐,又解决了焊缝靠太近,热影响区重叠的问题。

此种c)结构特别像抱着的时候,抱着的一方略微身体后仰,被抱方调整重心与抱方的腿的方向重合。
Elegant!
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlD46g5sQLibx4XkGakxgsaeIuclRFKgnZar52icN2gxZJBsJC1xAJMCxQ/640?wx_fmt=png
如果对这种结构具体的效果可以进行分析:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlLbuv4wiaK8GGXkKWTic0kYZctC8tGq4yWwdbf63so7SEtWic0gyX86Xiaw/640?wx_fmt=png
只考虑机械载荷时,应力分布如下:

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLl2DrDG0SnrBbJCKc2WGqSKJG0ZHBibTEuepVvBTiccKl7eu2OaPibfEtBg/640?wx_fmt=png
当考虑热应力及其热箱时,最大应力点位置如下图:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlddib0yymKoRgCoDJib8jF9nncgXV4MUYwOgZ8HJ1NmtQbpxSUzPkia9Vw/640?wx_fmt=png


ASME VIII II的要求

在ASME VIII II的4.15.4.1(b)中,规范要求尽量降低裙座和封头处的局部应力。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLlZ0mStYEfgfWaJsLKY9O0FTST30qp1uW4HvbLJ87y8ZOvqiclbKyzk0w/640?wx_fmt=png规范认为,筒体和裙座的中径对齐能够使局部应力最低(Localized stresses are minimized)
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2mTfS7AvHwyepD6uWFduuLltWzfa1jUolJ53qlibQXhSJT7Yo1y2goUWUYbWPwUBY14veicVGFwp2OQ/640?wx_fmt=png
其理由也是一样,降低附加的弯矩。

总结
通过上述的说明,以及规范的规定,推荐做法,我们可以得出结论:
裙座结构哪样好,THINK女友怎么抱。中径对齐圆滑角,附加弯矩要减少!

往期精彩:设备法兰的调整技巧非标法兰
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欢迎关注公众号:VCAD001, 一个压力容器人的自我修养。

Horse 发表于 2021-1-22 13:07:36

核心的问题在于工程师有女朋友么?

yuun 发表于 2021-1-22 13:07:36

Horse 发表于 2021-1-22 13:15
核心的问题在于工程师有女朋友么?

没有女朋友,那小工程师从哪里来的~

bkqcycyqm 发表于 2021-1-22 13:07:36

楼主对力学的认识,已经达到了出神入化的程度!

队长别开枪是我 发表于 2021-1-22 13:07:36

{:534:}{:534:}{:534:}{:534:}

87737352 发表于 2021-1-22 13:07:36

个人可能抱不起100斤的砖头,但是却能抱起100斤的女朋友,这就是爱情的力量!

edwardlau 发表于 2021-1-22 13:07:36

工程界,尤其是化学工程界,需要楼主这样的人次



{:524:}

zxk1355114 发表于 2021-1-22 13:07:36

学会了,女朋友哪里领

薛定谔的盒子 发表于 2021-1-22 13:07:36

哦,前提条件是有个女朋友哈

szxywjj 发表于 2021-1-22 13:07:36

厉害厉害!!!喝醉的人也是死沉死沉。。。

sheng3310 发表于 2021-1-22 13:07:36

分析透彻,好作品

zjwmcl 发表于 2021-1-22 13:07:36

我一枚老工程师的经验:自行车驼女朋友和100斤大米的感觉很不相同。

babyxu 发表于 2021-1-22 13:07:36

你是真滴秀啊。

bceio 发表于 2021-1-22 13:07:36

高手高手高高手,佩服。

lumbricus 发表于 2021-1-22 13:07:36

称重了吗?女朋友的质量?

aini861021 发表于 2021-1-22 13:07:36

工程贴合实际啊

touchlaven 发表于 2021-1-22 13:07:36

你成功的吸引了大家的关注
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