當(dāng)加載彈簧支吊架零部件重量(以下簡稱重量)之前和之后,對于冷態(tài)吊零。
1、SUS工況節(jié)點(diǎn)位移增加很少,一般增加值在1 mm以內(nèi),少數(shù)增加值超過1 mm但最大不超過5 mm,平均位移增加值約為0.7 mm,方向向下;可見冷態(tài)吊零下重量對SUS位移影響很小。
2、SUS工況節(jié)點(diǎn)應(yīng)力增加很少,彈簧支吊架應(yīng)力變化幅度例題2 最大不超過6.39% ,平均增加值低于1.8%;例題1最大不超過0.3%;可見冷態(tài)吊零下重量對SUS應(yīng)力影響很小。
3、SUS工況除重量節(jié)點(diǎn)外,支座反力變化都比較小,一般節(jié)點(diǎn)載荷超過1000N的點(diǎn)相對變化率在9%以下,個(gè)別節(jié)點(diǎn)因載荷分配不均,相對變化率可達(dá)479%;考慮重量的彈簧節(jié)點(diǎn),荷載增加值與施加的集中載荷F1相等或非常接近,若定義相對誤差= (荷載增加值/集中載荷F1 - 1 )x100%,則相對誤差一般為2 - 8%,平均值為5.7 %。
4、OPE工況支吊架節(jié)點(diǎn)位移一般略有增加,個(gè)別略有減少,彈簧支吊架例題2變化幅度最大不超過0.8%,平均變化幅度為0. 03% ,平均改變< = 0. 01 mm;可見冷態(tài)吊零下實(shí)際重量對OPE位移基本無影響。例題1節(jié)點(diǎn)6因?yàn)榧虞d重量太大達(dá)到10 kN,致使位移從5.593 mm減少到2.083 mm。
5、OPE工況節(jié)點(diǎn)應(yīng)力基本不變,應(yīng)力變化幅度例題2最大不超過0.5% ,平均變化幅度為0.03%;例題1絕大部分節(jié)點(diǎn)變化在1. 5%以下,只有節(jié)點(diǎn)12應(yīng)力變化達(dá)到2.9%;可見冷態(tài)吊零下重量對OPE應(yīng)力影響很小。
6、OPE工況除重量節(jié)點(diǎn)外,彈簧支吊架支座反力增加都比較小,一般節(jié)點(diǎn)載荷超過1000N的點(diǎn)相對變化率在9%以下,個(gè)別節(jié)點(diǎn)因載荷分配不均,相對變化率可達(dá)95%;考慮重量的彈簧節(jié)點(diǎn),荷載增加值與施加的集中載荷F1相等或非常接近,相對誤差一般在1 - 9%之間,平均值為5.1 %。
7、彈簧支吊架彈簧型號(hào)的變化:冷態(tài)吊零選擇的彈簧表其變化規(guī)律與熱態(tài)吊零相同。
8、自然振動(dòng)模態(tài)頻率:改變微弱,支吊架相對改變值< 0.3%。
當(dāng)加載彈簧支吊架零部件重量(以下簡稱重量)之前和之后,對于熱態(tài)吊零,
1,OPE工況節(jié)點(diǎn)位移不變;可見重量對OPE位移無影響。數(shù)據(jù)詳見附件熱態(tài)吊零結(jié)論. xls工作表OPE位移。
2,OPE工況節(jié)點(diǎn)應(yīng)力不變;可見重量對OPE應(yīng)力無影響。數(shù)據(jù)詳見附件熱態(tài)吊零結(jié)論. xls工作表OPE應(yīng)力。
3,OPE工況除有重量的節(jié)點(diǎn)外支座反力不變;有重量的節(jié)點(diǎn)加載F1之后荷載增加,增加值正好等于施加的集中載荷F1值,即重量值;變化率與該點(diǎn)載荷及重量有關(guān),一般為2 ～8%,平均值為5. 6%。其中有幾個(gè)支吊點(diǎn)之間跨距很不均勻,導(dǎo)致載荷很小,如28節(jié)點(diǎn)載荷原來只有2 594N,該點(diǎn)變化率甚至高達(dá)32%。
4, SUS工況節(jié)點(diǎn)位移略有增加,但增加值一般不大,彈簧支吊架最大增加不超過5. 3 mm,位移平均增加值為0. 8 mm,方向向下;可見重量對SUS位移影響不大。數(shù)據(jù)詳見附件熱態(tài)吊零結(jié)論. xls工作表SUS位移。
5, SUS工況除重量節(jié)點(diǎn)外,支座反力增加都比較小,例題1一般節(jié)點(diǎn)載荷超過1000N的點(diǎn)相對變化率在9%以下,個(gè)別節(jié)點(diǎn)因載荷分配不均,相對變化率可達(dá)33%;考慮重量的彈簧節(jié)點(diǎn),荷載增加值與施加的集中載荷F1相等或非常接近,若定義相對誤差= (荷載增加值/集中載荷F1 -1) x100%,則相對誤差一般為2～8% ,平均值為5. 2 %。數(shù)據(jù)詳見彈簧支吊架附件熱態(tài)吊零結(jié)論. xls工作表SUS載荷。
6, SUS工況應(yīng)力變化很小,絕大部分節(jié)點(diǎn)應(yīng)力增加在1. 5%以下,只有例題2節(jié)點(diǎn)4應(yīng)力增加達(dá)到8. 17% ,一般為1～3% ,平均值為1. 9%;可見重量對SUS應(yīng)力影響不大。數(shù)據(jù)詳見附件熱態(tài)吊零結(jié)論. xls工作表SUS應(yīng)力。
7,彈簧型號(hào)的變化:例題1節(jié)點(diǎn)6因?yàn)橹亓刻?彈簧型號(hào)從ZH108 改變到ZH112,且載荷參數(shù)變化;其它6個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有加載F1,彈簧型號(hào)、載荷參數(shù)不變。可見重量對其他彈簧節(jié)點(diǎn)規(guī)格無影響。我們特別關(guān)注例題2,因?yàn)樗前磳?shí)際管系支吊架重量處理的。在例題2中, 33個(gè)彈簧節(jié)點(diǎn)只有4號(hào)、24號(hào)從恒力彈簧變成TD120, 17號(hào)從TD90變成TD120, 27號(hào)從TD120變成TD90,其它28個(gè)吊點(diǎn)彈簧規(guī)格均未改變。彈簧支吊架彈簧的選型熱位移均不變,彈簧的工作載荷或安裝載荷有變化,改變值正好等于加載的集中力F1,因?yàn)镕1一般比節(jié)點(diǎn)載荷小得多,故一般不至于引起彈簧型號(hào)的變化。可見重量對彈簧規(guī)格影響不大。盡管彈簧熱位移不變,型號(hào)一般也不改變,但彈簧要承受零部件重量,載荷增加一個(gè)重量值,導(dǎo)致彈簧工作載荷、安裝載荷變化,平均值約為6% ,一般不超過10% ,個(gè)別最大有達(dá)到47%的,因此彈簧工作點(diǎn)改變。可見,如果不考慮零部件重量計(jì)算出來的彈簧,彈簧支吊架彈簧現(xiàn)場安裝時(shí)必須進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整載荷量理論上一般為支吊架零部件重量值,即大約6%。
8,自然振動(dòng)模態(tài)頻率:例題2中,在加載F1前后,管系自振模態(tài)1階頻率均為0. 282Hz, 2階從0. 641Hz增加到0. 643Hz, 3 階從0. 807Hz增加到0. 808Hz,變化非常微弱。這主要是彈簧型號(hào)基本沒有變化,因而彈簧剛度變化很少,故自振頻率也變化很小。注意,這里把支吊架零部件重量作為集中力考慮,忽略了零部件質(zhì)量分布對模態(tài)頻率的影響。
工程界對彈簧支吊架熱態(tài)吊零和冷態(tài)吊零的作用有不同看法,文獻(xiàn)[ 2 ]認(rèn)為熱態(tài)吊零對管道運(yùn)行狀態(tài)比較有利,文獻(xiàn)[ 1 ]認(rèn)為冷態(tài)吊零便于安裝,比較合適。華東電力設(shè)計(jì)院陳耀興高工曾經(jīng)研究過冷態(tài)吊零的靜力計(jì)算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)應(yīng)力與熱態(tài)吊零相比有的增大,有的減小。我們的彈簧支吊架計(jì)算結(jié)果繼續(xù)支持這一發(fā)現(xiàn),并且在例題2 中,使用冷態(tài)吊零,與熱態(tài)吊零相比,無論是OPE工況,還是SUS工況,無論是加載F1或者不加載F1,平均應(yīng)力總是下降的,這實(shí)際上說明冷態(tài)吊零總是減少應(yīng)力的,于是可以認(rèn)為彈簧支吊架冷態(tài)吊零總是有利的。例題2計(jì)算數(shù)據(jù)到底是一個(gè)偶然的結(jié)果還是一個(gè)必然的規(guī)律,需要今后進(jìn)一步地研究。
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