Конструирование и прочностной расчёт приварного в стык фланца

Такие фланцы рассчитываются под действием силы Q_БФ на изгиб как консольную балку в опасных сечениях по линии АВ и ВС.

Обозначим:

D_S - диаметр втулки фланца;

S₁ – толщина втулки фланца;

D_С - средний диаметр втулки фланца;

h - толщина кольца фланца.

Изгибающий момент в сечении по линии АВ

М_АВ = Q_БФ · l,

где l = (D_Б - D_S) / 2 - плечо силы Q_БФ.

Момент сопротивлению изгибу площади опасного сечения

W = .

Напряжение в сечении по линии АБ

σ_АБ = = .

Изгибающий момент в сечении по линии ВС

М_ВС = 0,4 Q_БФl ₁,

где 0,4 – коэффициент, учитывающий жёсткость фланца;

l ₁ - плечо силы Q_БФ :

l ₁ = .

Момент сопротивленя изгибу площади опасного сечения:

.

Напряжение изгиба

≤ [σ].

При расчёте фланцев на условное давление по приближённому методу допускаемое напряженние принимают равным

[σ] ≤ .

Конструирование и расчёт плоского приварного фланца

Эти фланцы рассчитывают как консольную балку под действием силы Q_БФ. Изгибающий момент относительно места приварки фланца

М_И = Q_БФ · l.

Момент сопротивления изгибу

W = π D_H · ,

где D_Н – наружній диаметр патрубка фланца.

Напряжение изгиа во фланце

Сварные швы рассчитывают на изгиб и на срез. Напряжение изгиба в сварном шве под действием изгибающего момента.

,

где φ_Ш = 0,8 – коэффициент прочности сварного шва;

W_C – момент сопротивления изгибу сварных швов.

W_C = .

Напряжение среза в сварных швах

τ = ,

где k - выста катета сварного шва.

Приведенное напряжение в сварных швах:

σ_пр = _.