Температурное напряжение фланцевых соединений.

Рассмотрим соединение фланец – болт.

– температура;

– коэффициент температурного расширения;

– модуль упругости;

– площадь.

Предположим, что . Предположим, что эти детали между собой не связаны, тогда при нагреве фланец удлиниться больше, чем болт. Удлинение зависит от разных коэффициентов расширения и разности температур.

Подставим (2) в (1).

В действительности соединение жесткое. И если нагревать и рассматривать как жесткое соединение, тогда болт оказывается растянут, а фланец сжат.

Подставим в (4) слева (3), а справа (5).

после преобразований получим температурное усилие:

Т.к. площадь поперечного сечения болта много меньше площади поперечного сечения фланца, то можно принять, что отношение жесткости сечения фланца к сумме жесткости сечения фланца и болта равно 1.

Площадь поперечного сечения фланца: ,

где n_б – число болтов;

d – диаметр кольцевой окружности;

d_б – диаметр болта;

h_ф – толщина фланца.

С учетом выражения (7) температурные усилия будут:

болт имеет две площади поперечного сечения. Одну по внутреннему диаметру резьбы, вторая площадь – диаметр на участке без резьбы.

.

Тогда: ,

где – коэффициент учитывающий податливость соединения, в том числе и прокладки. Его принимают равным в зависимости от фланца: приварен в стык или входит в соединение.

,

А – площадь поперечного сечения соединения.

У шпильки ψ = 1, т.к. резьба либо по всей поверхности, либо имеется специальная проточка, так же по всей поверхности.

t_б , t_ф (табл. 1.37, с. 92)

α_ф, α_б (табл. XI, с. 286)

А_б – с. 98