管道弯头或弯头应力增强系数SIF(附PDF)

亚博竞彩群什么是应力增强因子(SIF) ?

SIF一词(应力增强因子)对于许多管道工程师来说太令人困惑了。这就是为什么下面这篇文章用简单的语言来解释弯曲的sif。每一个管道工程师对管道应力分析理论有一点基本了解的人，必须知道应力增强因子(SIF)这个术语。

SIF一词表示弯曲应力和扭转应力的倍数。该增强器局部作用于管道组件(三通、弯头、弯管、凹管等)，其值取决于组件的几何形状。SIF的最小值为1.0。它被广泛应用于管道应力工程师在实际应力计算相当困难的地方，由于其复杂的几何形状(变化的厚度，截面，曲率等)，不像直管，简单的梁理论是不适用的。因此，在这种情况下，需要通过适当地加入SIF来承担额外的应力。下面的文章将根据工艺管道规范ASME B31.3提供管道弯头或管道弯头的SIF计算示例。

管道弯头/弯头的应力增强系数

通俗地说，弯头或弯头的SIF可以定义为弯头的弯曲应力与相同直径和厚度的直管在受到相同弯矩时的弯曲应力之比。当弯管由于椭圆化而施加相同弯矩时，弯管的弯曲应力将远高于直管的弯曲应力。这就是为什么SIF值总是大于或等于1.0(对于直管)。

工艺管道规范ASME B31.3 (ASME B31.3的附录D至2018版)提供了一个简单的公式来计算弯头或弯头的SIF。按照这个代码

• SIF_平面= 0.9 / h^(2/3)
• SIF_out-plane= 0.75 / h^(2/3)

这里h=T R₁/ r₂²

h =灵活性特征，无量纲

• T =弯头公称壁厚，英寸
• R₁=弯曲半径，in
• r₂=匹配管道的平均半径，in

面内和面外SIF

弯道的面内和面外SIF概念可以从附图中通过代码得到，通俗易懂的解释如下:

平面内弯矩是指肘关节在两肢形成的平面内使肘关节闭合或张开的弯矩。同样地，平面外弯矩可以定义为使肘关节的一个肢体向平面外移动以保持另一个肢体稳定的弯矩。

由上述公式可以解释为:对于相同的管道尺寸和相同的管道厚度

1. 与长半径肘关节相比，短半径肘关节具有更大的SIF。
2. 随着弯曲半径的增大，直管的SIF逐渐减小，最终达到1.0。
3. 45度弯头和90度弯头的SIF是相同的，弯曲半径也是相同的。
4. 随着名义上的增加管道厚度或时间表时，弯曲(90度)的SIF不断减小，直至其值为1.0。

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