法兰盘厚度C的影响
时间:2019-06-19 08:58 来源:孟村法兰 作者：孟村法兰
分别考虑 4 种法兰盘厚度，根据规范《输电线路钢管塔构造设计规定》（Q/GDW1391-2015）及锻造法兰规格表，共配置了4 对锻造法兰，螺栓为8.8级高强螺栓，法兰尺寸参数如表3.1 所示。4 对锻造法兰仅法兰盘厚度有所区别，其余参数均保持不变。由于分析的重点为法兰盘厚度，因此只取等管径锻造法兰进行有限元分析，未考虑大小管径对接的情况。
图3.10 为法兰盘厚度C 对法兰节点受拉性能影响的有限元计算结果。图3.10（a）为不同法兰盘厚度时法兰节点的荷载-位移曲线。由图3.10（a）可知，随着法兰盘厚度的增加，法兰节点的刚度和承载力逐渐提高。由图3.10（b）可知，随着法兰盘厚度增大，撬力逐渐降低，且撬力出现有滞后趋势（注：Tn 为受拉时一个螺栓所对应管壁段的拉力,下同）。表明法兰盘厚度的增加，提高了锻造法兰节点的整体刚度，削弱了撬力的影响，对螺栓的受力有利，法兰节点的承载性能有所提高。这与T 型连接和无加劲法兰类似[63]，但增加法兰盘厚度，会导致用钢量增加。需要注意的是，随着加载位移的增大，法兰节点（C=32mm）的承载力出现下降趋势，这主要是由于法兰盘厚度的增加，提高了法兰的整体刚度，法兰盘变形减小，但其他尺寸保持不变，导致法兰颈部更早进入塑性，承载力下降。比较法兰盘厚度分别为28mm 和32mm 时节点的承载力，增长并不明显，表明法兰盘厚度超过一定值时，法兰节点的极限荷载不再由法兰盘控制。由图3.10（c）可知，随着法兰盘厚度增加，相同荷载下，法兰盘内缘张开距离减小，这一趋势在荷载较大时更明显。主要原因是，一方面螺栓屈服，轴向伸长和弯曲变形加快，另一方面法兰盘也开始进入塑性，两种因素叠加，使得法兰盘厚度对法兰盘内缘张开距离的影响程度表现更显著。由图3.10（d）可知，相同节点位移下，法兰盘内缘张开距离随法兰盘厚度增加而减小，表明锻造法兰颈部发生较大塑性变形，对法兰受力不利。因此，建议锻造法兰的法兰盘厚度取值不宜过大。
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