(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111649201.0 (22)申请日 2021.12.2 9 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114329982 A (43)申请公布日 2022.04.12 (73)专利权人 中煤科工集团武汉设计 研究院有 限公司 地址 430064 湖北省武汉市武昌区武珞路 442号新时代商务中心 (72)发明人 白伦　王铁力　陈益滨　黄孟　 白宗玺　 (74)专利代理 机构 武汉楚天专利事务所 421 13 专利代理师 邹舟 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 102519715 A,2012.0 6.27 CN 113378355 A,2021.09.10 审查员 胡瑞娟 (54)发明名称 一种煤浆管道荷载计算方法 (57)摘要 本发明提供一种煤浆管道荷载计算方法， 包 括以下步骤： (1)将煤浆管道简化为受均布荷载 和集中力的杆件， 计算均布荷载、 集中力以及惯 性矩； (2)简化煤浆管道支架， 将管道的整体结构 划分为基本结构， 计算基本结构的杆端弯矩和杆 端剪力值； (3)由整体结构的刚结点平 衡， 重新计 算基本结构的杆端弯矩和杆端剪力； (4)根据力 的叠加原理， 计算均布荷载和集中力同时作用下 管道支座处的弯矩和剪力值， 进而计算其截面的 正应力、 切应力以及支座荷载。 本发明通过迭代 计算煤浆管道极限荷载， 不需建立、 求解方程组， 可以直接列表计算， 方法简单， 特别适用于多跨 的煤浆管道。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 114329982 B 2022.08.23 CN 114329982 B 1.一种煤浆管道荷载计算方法， 其特 征在于包括如下步骤： (1)将煤浆管道简化为受均布荷载和集中力的杆件， 计算均布荷载、 集中力以及惯性 矩； (2)简化煤浆管道支座， 将管道的整体结构划分为基本结构， 计算基本结构的杆端弯矩 和杆端剪力值； (3)由整体结构的刚结点平衡， 重新计算基本结构的杆端弯 矩和杆端剪力； (4)根据力的叠加原理， 计算均布荷载和集中力同时作用下管道支座处的弯矩和剪力 值， 进而计算其截面的正应力、 切应力以及支座荷载。 2.根据权利要求1所述的煤浆管道荷载计算方法， 其特征在于： 所述步骤(1)中将充满 煤浆的管道简化为受均布荷载q、 集中力F的杆件， 荷载以向下为正， 获得煤浆管道的物理参 数， 包括外径D、 内径d、 各段的水平长度Li、 管材密度ρg、 弹性模量E， 输送煤浆的密度ρm和流 速u； 计算管道中充满煤浆时的均布荷载q 计算长为 L0的垂直管 段产生的集中力F 计算管道对中轴线的惯性矩I 3.根据权利要求2所述的煤浆管道荷载计算方法， 其特征在于： 所述步骤(2)中将管道 的固定支架和导向支架简化为固定支座和活动铰支 座， 将焊接或螺栓连接的管道视为整体 结构， 将活动铰支 座与管道的连接处视为刚结点， 将管道的整体结构划分为长为L的基本结 构， 所述基本结构包括两个固定支座和一根杆， 令物理量符号的下标左侧为l， 右侧为2， 杆 端的弯矩、 剪力、 转角， 均以顺时针方向为 正； 基本结构受均布荷载q 左侧支座处的剪力、 弯 矩为 右侧支座处的剪力、 弯 矩为 基本结构受集中力F， 作用点与左端距离为 l 左侧支座处的剪力、 弯 矩为 右侧支座处的剪力、 弯 矩为权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329982 B 24.根据权利要求3所述的煤浆管道荷载计算方法， 其特征在于： 所述步骤(3)中基本结 构的形常数为 杆端弯矩m1＝4i， m2＝2i， 杆端剪力 整体结构中从左往右， 以下标i＝1,2,...,n表示段数， j＝1,2表示杆的左右端， 为线刚度， 表示材 料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力； 重新计算基本结构的杆端弯 矩和杆端剪力： 弯矩为 剪力为 式中， 依次计算整体结构中每个基本结构的荷载， 并用M ′i,j取代Mi,j， F′Qij取代FQij， 刚结点平 衡时， 有Mi,2＝‑Mi+1,1。 5.根据权利要求4所述的煤浆管道荷载计算方法， 其特征在于： 有多个基本结构时， 一 次求解无法平衡所有弯 矩， 需要通过重复上述 步骤， 使Δ＝M ′ij‑Mij变小， 趋于精确解。 6.根据权利要求5所述的煤浆管道荷载计算方法， 其特征在于： 所述步骤(4)中根据力 的叠加原理， 集中力和均布荷载同时作用于管道导致的荷载， 等于其分别作用于管道的荷 载之和， 支座处截面的正应力、 切应力可 下式按计算； 由支座处 受力平衡， 支座的荷载满足 FRi＝F′Qi+1,1‑F′Qi,2 左、 右端支座的荷载分别为 FR0＝F′Q1,1， FRn＝‑F′Qn,2。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329982 B 3