计算分析根据实例所提供的参数，依据文献<2>对各参数进行以下计算分析。螺栓的强度计算螺栓的载荷计算1）预紧状态下的螺栓载荷（Wa）Wa=3.14DGby=1967099.47N（1）2）操作状态下的螺栓载荷（Wp）Wp=F+Fp=0.785D2Gpc+6.28DGbmpc（2）法兰剖视图式中：pc为计算压力，其值取设计压力p=2.06MPa，试验压力pT=4.7MPa，分别计算得：Wp=3060783.8N，WpT=6983341.7N2.1.2最小螺栓面积的计算1）预紧状态下需要的最小螺栓面积（Aa）Aa=Wp<>b（3）式中：<>b=228MPa，代入得Aa=8627.96mm22）操作状态下需要的最小螺栓面积（ApT）ApT=WpT<>Tb（4）式中：<>Tb=228MPa，WpT=6983341.7N，代入得ApT=30628.69mm2.
螺栓实际有效面积（Ab）已知M27单条螺栓的有效面积是443mm2，则螺栓实际有效总面积：Ab=44348=21264mm2则ApT-AbApT100%=30.57%螺栓实际有效总面积比试验压力下所需的最小螺栓面积少30.57%.可见Ab虽然大于Ap和Aa，却不能满足压力试验下的强度要求，这与压力试验所出现的情况相吻合。
在压力试验时的应力的校核计算参数的确定1）法兰D0=1395mm，Di=1200mm，Db=1340mm，1=32mm，0=22mm，LA=38mm，Le=27.5mm，h=48mm，f=84mm2）垫片D0=1277mm，Di=1237mm，b=8mm，m=3.75mm，y=62.1mm，DG=1261mm，LD=LA+0.51=54mm，LG=0.5（Db-DG）=39.5mm，LT=0.5（LA+1+LG）=54.75mm3）形状系数h0=Di0=162.48mm，h0=0.2954K=D0Di=1.1625，10=1.455查文献<2>得：T=1.85，Z=6.69，Y=12.96，U=14.24，F1=0.88，V1=0.38，f=1.1，e=0.005416，d1=2946942052，=1.455，=1.6065，=0.7865，=0.2011，=0.9876
法兰力矩（MpT）的计算由法兰预紧力矩和法兰操作力矩计算式可知，pT=4.7MPa时的操作力矩为最大值，计算如下：MpT=FDLD+FGLG+FTLT式中：FD=5312880NFG=1116590.3NFT=553871.43N则，MpT=361325298Nmm应力校核1）许用应力<>b=228MPa；<>f=177MPa；<>h=170MPa；2）向应力（H）H=fMpT21Di=327.5MPa许用值取1.5<>f与2.5<>h二者较小值。1.5<>f=265.5MPa，2.5<>h=425MPa，因为 3）径向应力（R）R=MpT2fDi=69.4MPa许用值<>f=177MPa>R，满足要求。4）切向应力（T）T=YMpT2fDi-ZR=88.8MPa许用值<>f=177MPa>T，满足要求。5）组合应力（f）0.5（H+T）=208.15MPa，0.5（H+R）=198.45MPa.f要求取二者较大值，f=208.15MPa><>f（177MPa），不满足要求。 结果与讨论一般认为，法兰联接的失效主要是由于法兰颈部或法兰环的刚度不足而导致变形引起的。通过以上计算分析证明，该设备在水压试验时出现的问题，正是由于螺栓的有效面积、法兰的轴向应力及组合应力不满足强度校核条件所造成的。由此可见，当设计温度较高时，对试验压力下的法兰强度进行校核应引起设计者足够的重视。那么在pT值超过法兰常温下允许的最大工作压力的情况下，选用的法兰的压力等级、材料均能满足法兰设计压力、设计温度下的强度要求时，如何处理试验压力下的法兰强度呢按本例分析，为了保证法兰在试验压力下有足够的强度而根据pT来选用标准压力等级的法兰，应再往上选用一个压力等级，即选用pN=4.0MPa的容器法兰，法兰-M（FM）1200-4.0的材质为20MnMoII，在425设计温度下的允许工作压力