| Правила | Регистрация | Пользователи | Поиск | Сообщения за день | Все разделы прочитаны |  Справка по форуму | Файлообменник |

Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Как проверить фланцевое соединение на изгиб.

Как проверить фланцевое соединение на изгиб.

Ответ
Поиск в этой теме
Непрочитано 13.04.2012, 11:38 #1
Как проверить фланцевое соединение на изгиб.
avonder
 
Регистрация: 26.12.2011
Сообщений: 72

Доброго!

Возникли вопрос при расчете фланцевого соединения.

1. Расчет болтов. Я представляю как рассчитать болты если стержень работает на растяжение (просто берешь усилие, делишь на предельное сопротивление болта и получаешь количество). А что если стержень работает на изгиб? Фланец круглый, одни болты растягиваются, другие сжимаются, причем усилие распределится в разной пропорции. Как же рассчитать такие болты?

2. Сварной шов стыка трубы с листом фланца. Аналогично с первым пунктом, как рассчитать сварной шов при изгибе?

3. Толщина листа фланца. Тут хочется спросить про оба случая, растяжение/сжатие и изгиб. Как подобрать толщину?

Заранее спасибо.
Просмотров: 19098
 
Непрочитано 13.04.2012, 11:44
#2
Verloc


 
Регистрация: 05.01.2012
Сообщений: 878


http://dwg.ru/dnl/1679 Ответит на все вопросы
Verloc вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 13.04.2012, 11:51
#3
avonder


 
Регистрация: 26.12.2011
Сообщений: 72


Я с утра изучаю этот документ. Пока что не разобрался. )

Для труб там нашел информацию только для растяжения. На изгиб есть методика и примеры но они вроде как для балочных соединений (которые не с круглым листом).

Последний раз редактировалось avonder, 13.04.2012 в 12:07.
avonder вне форума  
 
Непрочитано 13.04.2012, 12:25
#4
crosandr

Инженер-строитель
 
Регистрация: 09.07.2010
Санкт-Петербург
Сообщений: 1,968


Цитата:
Сообщение от avonder Посмотреть сообщение
Пока что не разобрался
Нескольких часов мало, чтоб в эту тему вникнуть. Было несколько тем (со ссылками на литературу в т.ч.), посвященных этой теме
crosandr вне форума  
 
Непрочитано 18.04.2012, 13:08
#5
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


Какая именно конструкция вас интересует?
Если "так вообще" - то сложно что-то посоветовать.
Если же будет эскиз, то скорее всего вам быстро ответят на этот вопрос.
Kulrom вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 18.04.2012, 16:56
#6
avonder


 
Регистрация: 26.12.2011
Сообщений: 72


Kulrom

Прикрепляю пример.
Консольная мачта 10м.
Момент на уровне 4м (уровень первого стыка фланцев) - порядка 1 т/м.
Фланцевый стык я спроектировал на глаз (принял болты М16, лист толщиной 20мм + ребра).
А как его правильно рассчитать?
1. Какие болты?
2. Какая толщина листа?
3. Наличие ребер?

Если кто-то может изобразить как должен выглядеть правильный расчет то прошу подсказать.
Вложения
Тип файла: pdf KM 10m 2 (1).pdf (31.8 Кб, 1314 просмотров)
Тип файла: pdf KM 10m 4 (1).pdf (45.0 Кб, 874 просмотров)
avonder вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 11:36
#7
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


Сперва найди усилия в болтах.
Пренебрегаем собственным весом мачты, считаем что есть только момент. Момент делим на плечо, получаем усилие в 2-х болтах, делим на 2 получаем усилие в одном болте.
Плечо - расстояние от центра тяжести сжатой зоны до болтов (см. схему).
Болты, находящиеся ближе к нейтральной зоне не учитываем (в запас).
В первом приближении усилие в болте будет около 2,7-х тонн. Т.е твои 16-е болты 5.8 проходят, но внатяг, я бы поставил класс прочности 8.8, а лучше вообще высокопрочные (фланец ведь - надо контролируемое натяжение)

Усилия в болте есть - считаем сварной шов. Длина шва приходящегося на болт (опять же по минимуму на самом деле больше будет) примерно 4 см. при расчёте на ручную сварку и электроды Э42 получается катет 6 мм (так и пишем 6 мм, закладывай Св08Г2С полуавтомат.)

Фланец на изгиб: момент во фланце 5,4см*27кН=146кНсм
Момент сопротивления фланца 5,4*2*2/6 = 3,6 см3
напряжение = 45 кн/см2 многовато

делаем фланец 25 мм W=5.4*2.5*2.5/6=5.63 см3
напряжение 260 Мпа

Сталь С345-3 толщина фланца 25 мм. рёбра эти оставь, только тоже С345, катет шва 6 мм полуавтоматом, болты М16 40Х с контролируемым натяжением

Всё посчитано за 10 минут, пусть не точно (в расчёте не учтено влияние рёбер), но в сторону спокойствия сна проектировщика.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Фланец.jpg
Просмотров: 1634
Размер:	84.4 Кб
ID:	78842  
Kulrom вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 19.04.2012, 12:17
#8
avonder


 
Регистрация: 26.12.2011
Сообщений: 72


Kulrom

Спасибо за ответ. Первый дельный ответ по этому вопросу )).

Цитата:
фланец ведь - надо контролируемое натяжение
На сколько это обязательно? Есть ли подобное упоминание в нормативе?
Добавлено, вопрос снят, нашел в СП 16.13330.2011:
При проектировании фланцевых соединений следует: использовать высокопрочные болты, обеспечивающие возможность воспринимать поперечные усилия за счет сил трения между фланцами.

Цитата:
Длина шва приходящегося на болт (опять же по минимуму на самом деле больше будет) примерно 4 см. при расчёте на ручную сварку и электроды Э42 получается катет 6 мм
Почему 6мм? Толщина стенки трубы 4,5мм, наверное и катет не более 4,5мм должен быть. И сварку на ребрах тоже учесть нужно, предполагаю как-то усреднено.

Цитата:
Фланец на изгиб: момент во фланце 5,4см*27кН=146кНсм
Момент сопротивления фланца 5,4*2*2/6 = 3,6 см3
А разве на изгиб будут работать не 2 фланца вместе, они ведь закреплены болтами? Может правильнее W=4,2*4*4/6 = 11,2 см3 ?

Цитата:
Сталь С345-3
Из СП 16.13330.2011:
При проектировании фланцевых соединений следует:
применять сталь для фланцев С255, С285, С345, С375, С390


То есть можно и ниже классом.

Последний раз редактировалось avonder, 19.04.2012 в 12:29.
avonder вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 13:14
#9
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


Цитата:
Сообщение от avonder Посмотреть сообщение
Почему 6мм? Толщина стенки трубы 4,5мм, наверное и катет не более 4,5мм должен быть. И сварку на ребрах тоже учесть нужно, предполагаю как-то усреднено.
Хорошо, делай катет 5 мм 4.5*1.2=5.4, значит 5 мм можно.

Цитата:
Сообщение от avonder Посмотреть сообщение
А разве на изгиб будут работать не 2 фланца вместе, они ведь закреплены болтами? Может правильнее W=4,2*4*4/6 = 11,2 см3 ?
Нет, на изгиб будет работать один фланец. Сам подумай, когда фланцевое соединение работает на рстяжение, то один фланец хочет вверх, другой вниз, и только болт им этого не даёт. В общем один фланец! Ты же вообще предлагаешь вычислить момент сопротивления не двух фланцев, а одного толщиной 40 мм.

Цитата:
Сообщение от avonder Посмотреть сообщение
Из СП 16.13330.2011:
При проектировании фланцевых соединений следует:
применять сталь для фланцев С255, С285, С345, С375, С390

То есть можно и ниже классом.
Можно и ниже класом, но по прочности у тебя проходит только С345. Ну и я бы вообще не стал ставить на фланец что-то ниже классом, чем С345.
Kulrom вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 19.04.2012, 13:37
#10
avonder


 
Регистрация: 26.12.2011
Сообщений: 72


Kulrom

ОК, спасибо.
Более менее приблизительно ясно.
Но все-же очень хотелось бы найти более точную методику.
avonder вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 13:47
#11
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


Более точно тебе могу посоветовать только в Ansys посчитать. Только тебе оно надо?

В сложных ситуациях инженер должен поступать просто!
Kulrom вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 14:07
#12
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,605


Цитата:
Плечо - расстояние от центра тяжести сжатой зоны до болтов (см. схему).
Плечо - расстояние от равнодейтвующей сжимающих напряжений в сечении присоединяемого профиля до болтов.
eilukha вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 14:34
#13
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


eilukha
Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
Плечо - расстояние от равнодейтвующей сжимающих напряжений в сечении присоединяемого профиля до болтов.
а какая разница?
Kulrom вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 18:04
#14
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,605


Цитата:
разница?
- на Вашей схеме показан сжатый полукруг (т. е. фланец), а не полукольцо (т. е. профиль).
avonder, расчет Вашего фланца см. здесь на стр. 515, усилие в стержне берите без момента, а продольную растягивающую силу примите равной произведению площади профиля на фактическое максимальное растягивающее напряжение в профиле от изгиба.

Последний раз редактировалось eilukha, 19.04.2012 в 18:22.
eilukha вне форума  
 
Непрочитано 19.04.2012, 22:48
#15
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


eilukha
Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
на Вашей схеме показан сжатый полукруг (т. е. фланец), а не полукольцо (т. е. профиль).
Во первых: центр тяжести полукруга ближе к центру чем полукольца, значит плечо меньше - усилие больше, значит в запас пойдёт. Во вторых:не известно какую толщину полукольца брать. Это зависит от толщины фланца но как точно не известно, также неизвестно полукольцо ли это будет (только Ansys рассудит). Поэтому принимаю упрощенную расчётную схему.

Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
расчет Вашего фланца см. здесь на стр. 515
Расчёт фланца в учебнике Беленя не отображает работу конструкции (всё завязано на эмпирических коэффициентах). Более того в учебнике показаны прорезные фланцы (кольцо), прочность которых намного меньше цельных(круг)

Я ни кому не навязываю своё мнение. Как считать - дело проектировщика. Я предпочитаю применять прозрачные и простые расчётные схемы, а не непонятные методики, в которых затерялись момент и момент сопротивления.
Kulrom вне форума  
 
Непрочитано 20.04.2012, 13:30
#16
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,605


Цитата:
в учебнике показаны прорезные фланцы
- да, этого я не заметил.
Цитата:
Я ни кому не навязываю
- я тоже (стараюсь), просто есть желание обсудить/порассуждать на интересную тему.
eilukha вне форума  
 
Автор темы   Непрочитано 21.04.2012, 14:40
#17
avonder


 
Регистрация: 26.12.2011
Сообщений: 72


Kulrom
Решил проверить по твоей приблизительной методике толщину листа фланца из типового сортамента.
Он правда работает на растяжение, но это не принципиально в вопросе расчета толщины листа.
Толщина указанная в типовом решении 20мм, болты М24 высокопрочные, при том что расчетное усилие в соединении - 97 тонн.
Так вот,в перерасчета на 4 болта получил напряжение в листе порядка 140 кн/см2
Все конечно приблизительно, я это понимаю. Но что-то больно разница несуразная.
А сколько получится у тебя толщина для этого фланца?
Вложения
Тип файла: pdf flanec.pdf (116.8 Кб, 814 просмотров)
avonder вне форума  
 
Непрочитано 21.04.2012, 21:45
#18
Kulrom

ПГС, проектирование металлических конструкций
 
Регистрация: 26.03.2009
Нижний Новгород.
Сообщений: 14
<phrase 1=


avonder
у меня получилось 80 кн/см2 для фланца толщиной 20 мм
Вместо 20-ти мм я бы поставил 33 мм стали С345
кстати, а у них какая сталь используется?
Возможно, они учитывают защемление болтом (шляпкой), может быть они этот фланец испытывали.

Я бы на вашем месте вообще этой серии то не особо доверял.
К примеру площадь двух уголков 100х7 - 27,5 см2 усилие 957 кн, 957/27,5 = 34,8 т.е даже из 345-й стали превышен предел текучести.
Теперь по болтам: даже если предположить, что усилие между ними поделится поровну, то получится 240 кН на болт притом, что 24-й болт держит всего 265 кН, а ведь его ещё нужно затянуть на усилие, превышающее в 1.2 раза фактически действующее.
Швов катетом 8 мм тоже не хватает на это усилие.
Kulrom вне форума  
 
Непрочитано 14.04.2020, 13:23
#19
simackov.serghey


 
Регистрация: 10.07.2019
Москва
Сообщений: 23


Коллеги, здравствуйте. Пока вся страна на самоизоляции, занимаюсь изучением белых пятен. Одно из них - расчёт фланца закрытого профиля с учетом изгибающего момента. Перелопатил кучу литературы, никакого ответа не нашел. Наткнулся на эту тему, решил спросить кто как рассчитывает фланцы как у ТС? Всё таки, прошло немало времени.
simackov.serghey вне форума  
 
Непрочитано 14.04.2020, 13:41
1 | #20
eilukha


 
Регистрация: 10.09.2007
Сообщений: 10,605


Очень просто: надо считать на осевое усилие равное (площадь профиля)*(максимальное напряжение в профиле).

Последний раз редактировалось eilukha, 15.04.2020 в 09:03.
eilukha вне форума  
 
Непрочитано 15.04.2020, 06:55
#21
Бахил

?
 
Регистрация: 17.06.2014
Царицын
Сообщений: 10,671


Гипотеза плоских сечений.
__________________
В конструктивных дискуссиях каждый участник укрепляется в своих заблуждениях.
Бахил вне форума  
 
Непрочитано 15.04.2020, 09:05
#22
ratay


 
Регистрация: 25.05.2015
Сообщений: 629


Если у вас, скажем, конна опирается на несколько фланцев, распределенных по окружности, то и изгиба не будет, а будет работа болтов на растяжение. Если у вас фланец один, то для сварного шва это то же, что работа трубы на изгиб, только вместо толщины стенки трубы берете катет шва, все остальное учтется коэффициентом запаса. У правильного фланца должен быть разгрузочный поясок, то есть болты будут работать лишь на растяжение. Тогда нагрузка на болт пропорциональна расстоянию от оси болта до линии, касательной к наружному диаметру фланца. Тогда усилие на болтах из уравнения:
M=K1P1L1+...+KnPnLn,
где
Ln - расстояние по перпендикуляру от оси n-го болта до касательной к наружному диаметру фланца,
Kn=Ln/Lmax.
Дальше обычный расчет на растяжение, не забудьте из найденного усилия вычесть предварительное усилие затяжки. Можно теоретически вспомнить, что для определенных материалов существенна площадка текучести, когда при расчетах используют вместо временного сопротивления прдел текучести, тогда нагрузка на болтах будет ближе к равномерной, но все равно неодинакова, и лучше не заморачиваться, а подстраховаться.
ratay вне форума  
 
Непрочитано 17.04.2020, 15:29
#23
simackov.serghey


 
Регистрация: 10.07.2019
Москва
Сообщений: 23


Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
Очень просто: надо считать на осевое усилие равное (площадь профиля)*(максимальное напряжение в профиле).
Правильно ли я понимаю, что на это усилие считать швы, а максимальное усилие для одного болта можно посчитать по формуле 3 из пособия по проектированию анкерных болтов?
simackov.serghey вне форума  
 
Непрочитано 17.04.2020, 15:47
#24
IBZ

Расчетчик МК
 
Блог
 
Регистрация: 06.05.2006
Ростов-на-Дону
Сообщений: 5,430


Цитата:
Сообщение от eilukha Посмотреть сообщение
Очень просто: надо считать на осевое усилие равное (площадь профиля)*(максимальное напряжение в профиле).
В принципе да, так в некоторый запас можно, но только в случае, когда все болты расположены одинаково относительно ребер.
IBZ вне форума  
Ответ
Вернуться   Форум DWG.RU > Архитектура и Строительство > Конструкции зданий и сооружений > Как проверить фланцевое соединение на изгиб.

Система Техэксперт дает уверенность в правильности и эффективности принимаемых инженерных решений!
Размещение рекламы
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск


Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Фланцевое соединение на обычных болтах _mikka Конструкции зданий и сооружений 16 02.04.2014 16:56
Как усилить фланцевое соединение ферм? Aндрeй Конструкции зданий и сооружений 46 01.06.2011 14:26
Фланцевое соединение замкнутого сечения с учетом момента eilukha Конструкции зданий и сооружений 27 19.08.2010 14:14
Интересное фланцевое соединение Heat_en Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов 1 03.12.2009 16:53
Фланцевое соединение чугунных трубопроводов Evgen Инженерные сети 1 22.07.2009 14:46