夹套管是指较小的管道放置于较大管道内的结构，通常内管用于输送工艺介质，外管(套管)用于保护内管或承载热介质使内管中的工艺介质保持所需的温度。在夹套管的设计中，其应力校核和强度分析一般包括三部分，即：分节夹套管段的应力校核，整个管系的应力校核，加套管端板的强度分析。此三部分分析相互关联，缺一不可。对于前两部分的分析，文献中有较详细论述。本研究仅就夹套管端板强度分析进行一些探讨，以期给出一种简单的分析方法，便于设计者在管道设计中参考。
      夹套内管选用无缝钢管，外管可选用无缝钢管或焊接钢管，外管尺寸一般比内管大一级或两级，常用端板夹套管结构形式见图，引起端板变形的主要是内管与外套管不同的热膨胀量和夹套中的内压。由于内、外管轴向刚度比较大，对端板做图所示力学简化。假设：端板外沿周边固定，内管轴向为刚体，中心作用一载荷。
      假设一个端板厚度T，如果能求出F，就能得到Sm。对于夹套管这种结构，F可分为两部分，即：夹套内压引起的F，和内外管不同的热膨胀引起的Fz。由力的平衡条件，可容易求得端板与内管连接部的一次应力Sm1及二次应力Sm2。该一次应力是内压引起的反作用力产生的，同时，内压均匀的作用于端板会引起应力xSml，则在力F及压力P的作用下，在端板与内管连接处会产生剪切应力和一拉伸应力，它们应满足不同的强度准则。剪应力可按公式计算。判式均满足要求，因此板与内管连接的跟部是安全的。
      对于图所示结构，由于夹套内压力的作用，在夹套端板与外管的连接部位，会产生剪切应力，而轴向力则会在连接部位产生拉伸应力。现分别给出计算方法。判式已均满足要求，则认为端板与外管连接处是安全的。判式有一个不合格，就要重新假设端板厚度工重复上述步骤，进行计算。
      轴向力的计算，除了介绍的方法外，还可以用管道应力分析软件(例如：CAESARII)进行计算。关于用软件对夹套管进行应力分析关键是要根据其特点正确建立力学模型，具体方法见说明书及其它参考资料。在此，由于本研究把轴向力分成了和，这就要求考虑输出报告中的工况和纯热膨胀工况。
      夹套管设计工作中，各个单位比较重视整个管系的应力校核，而忽视了端板局部强度分析。在用的管道应力分析软件也不具备分析端板局部应力的功能。这使得端板的设计上存在盲区。本研究就夹套管端板强度分析，给出了一种简便的方法，使端板设计更加可靠、方便、科学。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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