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近年來(lái)圓管越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于各結(jié)構(gòu)中，由于安裝與制作等各種需要，螺檢法蘭按頭是這類(lèi)結(jié)構(gòu)中必不可少的部件。在這類(lèi)結(jié)構(gòu)中圓管桿件僅承受軸間拉力，共議計(jì)計(jì)算比較筒單，但連接一處的應(yīng)方分布比較復(fù)雜，應(yīng)力水平較高，接頭附近很容易產(chǎn)生強(qiáng)度破壞，從而造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞，所以合理地設(shè)計(jì)這種接頭是非常重要的，需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的強(qiáng)度分析。
研究人員進(jìn)行了一系列圓結(jié)構(gòu)螺性法蘭接頭的試驗(yàn)研究，提出了一套經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。其主要思想是根據(jù)管的壁厚確定法蘭盤(pán)的厚度，使螺栓與法蘭益不會(huì)發(fā)生強(qiáng)度破壞，而管的強(qiáng)度可由整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)來(lái)確定。這一方法被英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(BS1)析推存，但這一方法并不屬于關(guān)國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。由于這一方法并沒(méi)有揭示接頭本身的力學(xué)特性，其可行性也需在今后的應(yīng)用中加以檢驗(yàn)。圓形螺柱法蘭接頭在壓力容器中應(yīng)用也非常廣泛，從本世紀(jì)30年代到70年代，法蘭設(shè)計(jì)一直足非常熱門(mén)的研究一課題。研究工作對(duì)法蘭的設(shè)計(jì)方法都有過(guò)重大的影響，特別是提出的方法一直是世界各國(guó)設(shè)計(jì)規(guī)范中所采用的主要方法。
由于與強(qiáng)度問(wèn)題相比，泄露問(wèn)題對(duì)壓力容器更為重要，雖然以上文獻(xiàn)中所采用的法蘭強(qiáng)度分析并不精確，但鑒本上可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。圓管結(jié)構(gòu)中的接頭與壓力容器中的接頭在結(jié)構(gòu)，載荷及設(shè)計(jì)要求上有很大的差別，壓力容器中所采用的法蘭設(shè)計(jì)方法是不能應(yīng)用到圓管結(jié)構(gòu)的法蘭設(shè)計(jì)中的。但壓力容器法蘭接頭的研究方法非常有助于對(duì)圓管結(jié)構(gòu)法蘭接頭進(jìn)行研究。
隨著圓管結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，螺性法蘭接頭的設(shè)計(jì)方法更為重要，但目前所采用的設(shè)計(jì)方法還很不完善，有關(guān)這方面的研究報(bào)導(dǎo)較少。本研究將對(duì)各類(lèi)圓形法蘭接頭所采用的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的總結(jié)與討論，并對(duì)一般情況下的法蘭接頭進(jìn)行精確的強(qiáng)度分析。
早期由于板殼理論的應(yīng)用很不普及，在壓力容器的法蘭一沒(méi)計(jì)中采用了梁的計(jì)算公式。由于這類(lèi)公式精度很低，在壓力容器的法蘭設(shè)計(jì)中已很少采用。但在圓管結(jié)構(gòu)的法蘭設(shè)計(jì)中，由于沒(méi)有合適的設(shè)計(jì)方法，一些設(shè)計(jì)者仍采用這種方法。如圖所示，假設(shè)法蘭沿x-x軸彎曲，根據(jù)法蘭的幾何尺寸與螺往的作用力求出法蘭中的最大應(yīng)力，這種方法顯然是不合理的，應(yīng)該在設(shè)計(jì)中廢除。
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