ASME压力容器设计 - (7)内压锥壳
01引言
本文介绍ASME内压锥壳计算的基本原理、输入输出数据及计算书样式。
内压锥壳可以视为无数个内压圆筒(直径连续变化)的组合,可以按照内压圆筒进行计算,区别是内直径需要改成法向直径(压力垂直于作用面),也就是Di/cosα,Di为大端直径,α为半顶角。反映到计算书上,就是将内压圆筒的计算书内直径Di替换为锥壳的法向直径Di/cosα。
由于和两端圆筒连接处有整体结构不连续,本文内容仅适用于远离两端局部应力影响的锥壳段,两端连接处需考虑结构不连续的影响单独计算。
02计算输入
菜单中选择 Internal Pressure → Conical Shell,输入名称(不能和已有的重复)添加到当前计算。(可以无限添加计算项)
已经添加的计算项,双击名称可以修改。
锥壳数据如下所示:
材料 👇

材料选择窗口 👇

注意:对于高合金钢,如S30400(对应国标的S30408),有两行许用应力,筒体封头(变形不影响功能)等选High高应力,法兰(变形导致密封泄漏)等选低应力,如下所示:

鼠标悬浮到Notes,可以查看材料的说明:

零件数据 👇

数量:只影响表面积、体积、重量等,不影响强度计算。
由于锥壳可能有多个,并且和设备整体内直径的关系不确定,锥壳的大端内直径和小端内直径此处需要输入,和Main主体数据的内直径互不影响。
系统会根据大端直径、小端直径、锥壳长度自动计算半顶角α,无需输入。
03实时计算结果
实时计算:任何输入项的修改都会触发重新计算,以确保计算结果实时呈现。
1、计算结果

2、合格判定
Pass:绿色,合格项。
Failed:红色,不合格项。
04计算书
公网只支持下载PDF格式计算书,私有部署实例支持Word计算书下载。
1、封面

2、目录

目录会根据计算项自动生成,支持单击跳转。
3、主体数据及汇总

4、锥壳计算



👆 说明:红色为输入项,蓝色为程序生成的数据。计算内容包括:New and Cold 工况下的最大许用压力 Max Allowable Pressure,腐蚀 Corroded 工况下的计算厚度、设计厚度、MAWP及实际应力。
Hydrotest 水压试验:试验压力、实际应力。
Thickness Ratio 厚度比:根据设计裕量确定MDMT的降低值时要用到,详细介绍请参阅:ASME压力容器设计 - (3)设计裕量对MDMT的降低作用。
Percent Elongation 成形变形率:当材料为板材(Plate、Sheet、Strip)时计算。
几何及物理特性:内表面积、外表面积、内容积、重量等。
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