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培训-法兰盘内力计算
法兰盘内力计算
法兰是风力发电机组塔架连接中的关键部件,其力学性能和加工精度要求均较高。通常是采用钢坯整体锻造的制作工艺,在数控机床上进行连接面和安装孔的加工。因法兰的外形尺寸较大,这种方法存在制作周期长、材料利用率低、锻造和加工成本高等缺点。在对风力发电机组塔架的原材料力学性能、法兰连接的使用工况和承载力综合分析的基础上,提出了拼焊法兰的制作方法,对拼焊法兰的焊接过程、热处理工艺、焊缝和热影响区的力学性能和金相组织进行了分析。结果表明:采用合理的焊接工艺及焊后热处理工艺,拼焊法兰焊接接头的各项力学性能均能达到母材的标准要求,为法兰制造提供了一种新的方法,解决了法兰供货周期长、成本高等问题。
图A.0.2 法兰盘受力示意
板上均布荷载q：
（A.0.2－1）
2 板中最大弯矩：
（A.0.2－2）
式中 β——弯矩系数，按表A.0.2采用
表A.0.2 弯矩系数β
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60 0.65 系数 0.0273 0.0355 0.0439 0.0522 0.0602 0.0677 0.0747 0.0812 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 系数 0.0871 0.0924 0.0972 0.1015 0.1053 0.1087 0.1117 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.75 2.0 系数 0.1167 0.1205 0.1235 0.1258 0.1275 0.1302 0.1316
5.4 法兰连接计算
5.4.1 钢管对接一般采用法兰盘螺栓连接，主材与腹杆之间，可采用节点板或法兰盘连接。
5.4.2 有加劲肋法兰螺栓的拉力，应按下列公式计算：
1 当法兰盘仅承受弯矩M时，普通螺栓拉力应按下式计算：
(5.4.2-1)
式中——距旋转轴② 处的螺栓拉力(N)；——第i个螺栓中心到旋转轴的距离(m)；
——每个螺栓拉 (5.4.2-2)
式中 ??—— (5.4.2-3)
式中?? ——对圆形法兰盘，取外壁接触点切线为旋转轴图4.2)。
图4.2 法兰盘
5.4.3 有加劲肋的法兰板厚应按下式计算：
(5.4.3)
式中 ——法兰盘的厚度（mm）；
——法兰盘钢材的抗弯强度设计值（N/mm2）；
——法兰盘根据悬臂或二、三边支承面积所算出的最大弯矩，Mmax的计算可参考附录A的规定。
5.4.4 法兰肋板，应进行如下计算：
剪应力验算： (5.4.4-1)
正应力验算： (5.4.4-2)
式中 ——钢材的抗剪强度设计值（N/mm2）；
——钢材的抗弯强度设计值（N/mm2）；
——加肋板的厚度（mm）。 图5.4.4 加肋板计算示意
5.4.5 无加劲肋的法兰盘的螺栓，应按下列公式计算(图5.4.5)
1 轴心受拉作用时：
一个螺栓所对应的管壁段中的拉力：
(5.4.5-1)
受力最大的一个螺栓的拉力：
(5.4.5-2)
式中 ——法兰盘螺栓受力修正系数，
——法兰盘上螺栓数目；
——杆件的轴向拉力（N）。 图5.4.5 无加劲肋法兰盘螺栓受力示意
2 受拉（压）、弯共同作用时：
一个螺栓所对应的管壁段中的拉力：
(5.4.5-3)
式中 ——法兰盘所受弯矩()；
——法兰盘所受轴心力（），压力时取负值。
受力最大的一个螺栓的拉力可按式5.4.5-2计算。
5.4.6 无加劲肋的法兰板，应按下列公式计算 (图5.4.6)
顶力： (5.4.6-1)
法兰板剪应力： (5.4.6-2)
法兰板正应力：
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