LIFTING LUG CALCULATION (리프팅 러그 강도계산)

설계 업무를 하면서 많이 접하게 되는 Lifting lug

안전을 위해 필수로 계산되어야 하는 품목입니다.

 

* ASME 압력용기를 설계하다보면 Lifting lug를 사용하게 되는데

  필수 항목이 아니므로 ASME 코드북에서는 제외되어 있으나

  심사 과정에서는 계산해서 증명을 해야 합니다.

* 계산 방법은 Pressure_Vessel_Design_Handbook 및 그외 책자에서 에서

  서술하고 있으며 ASME 심사원에 따라 다르겠지만 

  대부분 해당 책자 보유여부와 계산방법만 설명 가능하다면 큰 어려움 없이

  통과 하실것이라 생각됩니다.

 

어디를 어떻게 계산하는지에 대해 알아보겠습니다.

 

설계조건

1. 압력용기 중량 (ERECTION WEIGHT)  We = 772 kgf 

2. 충갹하중 계수 ( IMPACT LOAD FACTOR)    C   = 1.5

3. Lifting lug 수량 (NO. OF LUG)   N  = 2

4. Lug 재질 ( LUG. MATERIAL) : SA516-70

5. 인장강도 (ALLOW.STRESS OF LUG) : 262,000 kPa g

6. 항복강도 (YIELD STRENG.OF LUG) : 138,000 Kpa g

7. lug 두께 (THICKNESS OF LUG) : 10mm

8. lug 설계치수 (DIMENSION)

   1) R=50mm 

   2) d=50mm

   3) H=70mm

   4) L=141mm

9. 설계 부하 (DESIGN LOAD) , W = (We*C)/N =(772x1.50)/2 =  579.21 kg

 

----LUG 계산

 

 A) AXIAL STRESS AT BOLT HOLE (lug의 축방향 계산)

    - fa = W/A = W/[(2xR-d)xt] = 579.21/[(2x50-50)x10] = 1.158 kgf/mm^2

    - 1.158 kgf/mm^2 = 115.8 kgf/cm^2 = 11,356 kPa

    - 11,356 kPa g  <  ALLOW.       Fa = 0.6xSy = 157,200 kPa g

    - OK ! ! ! ! !

   * 단위환산이 누락되어 수정하였습니다

 

 B) BENDING STRESS (굽힘 응력)

    - fb = M/Z = (6xWxH)/[tx(2xR)²] = (6*772*70)/(10*((2*50)²)) = 3.24 kg/mm^2

     - 3.24 kg/mm^2 = 324 kg/cm^2 = 31,773 kPa

         = 31,773 kpa g <  ALLOW.  Fb = 0.66xSy = 172,920 kPa g

    - OK ! ! ! ! !

 

 C) CHECK COMBINED STRESSES WHEN LOAD W IS 45°FROM HORIZONTAL

   - (fa/Fa) + (fb/Fb) = (11,356/157200)+(31,773/172920) = 0.256 < 1.000

   - OK ! ! ! ! !

 

---용접부 계산

 

 D) FILLET WELDL SIZE CALCULATION (용접부 계산)

   - Zw = (tx L) + L²/3 = (10*141) + (141²/3) = 8037 mm²

   - Lw = 2x(t+L) = 2x(10+141) = 302 mm

 

 1)  Unit Force due to Vertical Load, Vf

   - Bending ; fb = 0.707WxH/Zw = 0.707x579.21x70/8037 = 3.567kg/mm

   - Shear ; fs = 0.707W/Lw = 0.707x579.21/302= 1.356 kg/mm

 

 2) Unit Force due to Horizontal Load, Hf

   - fh = 0.707W/Lw = 0.707x579.21/302 = 1.356 kg/mm

 

 3) Combined Unit Force Vf & Hf

   - f = √[(fb+fh)²+ fs²)] = √[(3.567+1.356)²+ 1.356²]  = 5.106 kg/mm

 

 4) Weld Size, w = Actual force / Allow. Stress of weld

   = 5.106 / (0.707x10x138000) = 7.482mm

 

 5) Used Weld Leg , S =10 mm (Throat = 0.707xS = 7.07 mm )

 

   *  5.23  < Throat 7.07mm

 

- OK ! ! ! ! !

 

* 5.23mm 이 너무 높게 잡히는군요.. 계산에서 잘못된곳이 있는듯합니다..

  시간될때 다시 전체 확인해보도록 하겠습니다