机匣纵向安装边螺栓联结结构参数对泄露压力的影响

航空发动机机匣安装边多采用不含垫片的螺栓联结结构形式,安装边除了刚度及强度要求外,还有气体密封要求,特别是对内压力较大的高压压气机机匣。本文利用线弹性断裂力学的相关理论,简化螺栓法兰联结结构,推导出泄露压力计算公式。利用workbench软件进行仿真计算,得出螺栓联结处的正应力分布,求得泄露压力。通过有限元计算,研究了螺栓预紧力、螺栓位置和法兰厚度等参数对泄露压力的影响,为机匣纵向安装边螺栓联结结构参数设计提供了参考依据     

高压爆破实验装置的楔形墊密封

高压密封是高压设备中的重要组成部分,设备能否正常运转,在很大程度上取决于密封结构的完善程度。因此,高压密封也同样是高压爆破实验装置的核心问题。对于高压爆破实验所用的小型高压容器(试件),目前国内较多的院校采用单锥面密封(见图1)。这种密封结构虽然简单,但属于强制性密封,工作可靠性较差。特别是在简体的喇叭形端部受到密封反力形成的附加力偶和内压产生的轴向力作用,容易使端部翻边趋于平直而引起密封失效,甚至会使端盖飞出,造成事故。鉴于其上     

基于正交试验对不同螺栓预紧力算法的规律分析研究

本文采用正交试验设计方法对标准长颈对焊法兰进行分析,研究法兰公称直径的Dn、设计压力p、设计温度t和密封类型等因素对螺栓预载的影响。采用标准平焊法兰a、标准平焊法兰b和标准长颈对焊法兰,用编制的法兰设计和螺栓预紧力计算软件分别应用EN1591-1法和华脱尔斯法(WATERS法)计算螺栓预紧力,分析比较两种方法螺栓预载计算结果的差异。本研究旨在研究法兰公称直径DN、设计压力p、设计温度t和密封类型等因素对螺栓预紧力大小的影响,为实际安装工作中的法兰螺栓提供了一定的理论参考。     

透镜垫高压管道连接系统密封试验研究

将螺栓、透镜垫及法兰作为一个整体,分析了透镜垫高压管道连接系统各元件的受力情况,得到了螺栓载荷计算公式,并用密封试验对其验证,结果表明计算值与试验结果吻合较好,从而为高压管道透镜垫的密封设计提供了依据。     

内置弹簧金属C形密封环密封性能有限元分析

针对新型内置弹簧金属C形密封环在高压管道法兰密封上的应用条件,采用ANSYS有限元软件建立三维仿真模型,并通过相关实验验证本文理论模拟方法的可靠性;基于仿真结果分析了C形密封环压缩-回弹性能和密封环相关参数对密封性能的具体影响。结果表明：对于管道密封环,其压缩率、合金包覆层厚度、弹簧丝直径和弹簧匝外径分别在20%~25%、0.25~0.30 mm、0.60~0.70 mm和4.0~4.2 mm范围内时,密封环具有良好的密封性能。     

某电站核容器法兰三维瞬态密封分析

法兰密封失效是核压力容器的最基本失效形式之一，研究其密封性能具有十分重要的意义。针对电站核压力容器密封区域的改进结构，编写了有限元自动建模程序，应用核容器三维瞬态密封分析程序，对法兰密封系统进行了弹塑性接触分析和瞬态传热耦合计算，得到了各种工况下法兰的应力场、位移场和温度场。分析结果表明，电站核容器的法兰密封系统可以同时满足强度要求和密封要求；由于密封区斜面的存在，使密封面的接触区增大，接触压力分布更趋合理，并有助于减小内外槽的分离量。     

不同力学模型下锥颈对焊法兰的有限元应力分析

应用有限元应力分析法对常用的Pg50 Dgl50的锥颈对焊法兰进行了弹性轴对称、三维弹性及弹塑性应力分析.将法兰、垫片及螺栓作为组合结构进行整体分析研究,并与传统的法兰计算方法——Waters法的结果作了比较.分析了法兰在最大螺栓载荷和内压为5.0MPa下,局部区域进入塑性区的扩展过程.采用国际上普遍应用的线性结构分析程序SAP5和非线性结构程序ADIlqA,在M-240D计算机上进行了有限元计算.     

带金属O形环法兰密封结构的三维有限元分析

借助ANSYS Workbench有限元软件对带金属O形环法兰密封结构进行三维有限元分析,研究预紧工况和操作工况时法兰接触面处的接触压力及应力分布规律.结果表明:随着螺栓预紧力的增加,最大接触压力及最大应力值均增加,最小接触压力减小;操作工况时,随着流体内压的增大,最小应力值基本未发生变化,最大接触压力及最大应力值均减小,且最大接触压力均大于液体内压.     

螺栓法兰连接的金属透镜垫的自紧能力分析

分析了螺栓法兰连接的金属透镜垫在预紧状态和工作状态下的变形情况,以及透镜垫与螺栓法兰的变形协调关系,将金属透镜垫与螺栓法兰刚度引入透镜垫法兰连接的力学计算中,推导出了金属透镜垫自紧系数计算公式,结果表明金属透镜垫自紧系数与金属透镜垫及螺栓法兰刚度有关.采用Hertz接触理论推导出了关于透镜垫密封接触环中心最大接触压力的螺栓法兰预紧载荷与工作载荷计算公式.通过接触力学实验验证了公式的正确性,为水下密封工程中较大直径透镜垫的设计提供参考依据.     

深海高压环境下组合密封结构性能分析

以深海高压环境下的组合密封结构为对象,基于ABAQUS有限元分析软件建立组合密封结构非线性轴对称有限元模型,分析深海高压环境对组合密封结构密封性能的影响,探明组合密封结构在深海高压环境下几何变形情况以及密封界面上接触应力的分布规律.结果表明:对于滑环槽型为矩形截面的组合密封结构,所受的最大应力主要集中在滑环的右上端部和左下端部,且接触压力分布较为均匀,有利于提高组合密封结构的密封性能.同时,组合密封结构中O形橡胶密封圈和滑环所受的最大Von Mises应力随着海水深度的增大而逐渐增大,研究结果为深海高压环境下组合密封结构几何参数的选择与优化设计提供理论指导与技术支撑.     

垫片含缺陷钢制螺栓法兰结构密封性仿真分析

以法兰-螺栓-垫片组成的螺栓法兰连接系统为研究对象,利用ABAQUS软件构建该模型中的连接件整体和各个部件,进行不同工况下,垫片有无缺陷时螺栓法兰连接系统紧密性的应力及接触分析.结果表明：螺栓预紧力、介质内压和外加弯矩载荷都会对螺栓法兰连接的密封性产生影响;当垫片存在缺陷时,缺陷的尺寸和存在的位置会改变垫片接触应力的分布,缺陷深度越大,密封效果越差.     

气缸盖在联接螺栓采用不同拆装顺序时的有限元结构分析

利用三维建模软件Solidworks对气缸盖、气缸体和联接螺栓进行了三维实体建模,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对模型进行了网格划分,确定了有限元分析模型的边界条件.计算分析了气缸盖联接螺栓采用不同的拆装顺序时,气缸盖的应力分布和变形情况.通过结果比对,得到了联接螺栓合理的拆装顺序,对发动机维修质量的保证有一定的参考价值和指导意义.     

大型压力容器法兰密封面现场修复加工装置的设计

针对一些压力容器法兰密封面的最终成形工艺,介绍了一种装卡在被加工法兰孔中加工法兰端面密封槽的机械加工装置.装置的切削主运动由液压马达直接驱动,进给运动由步进电机驱动.进给运动的电机线路由炭刷滑环引出,用有线手提远程操作显示盒实现人机界面操作.该装置实现了压力容器法兰接口在现场进行简单、方便的机械加工及维修.     

屈曲约束折形叠合耗能器试验和模拟分析

在自复位结构中设置耗能器能够耗散地震能量、减轻结构构件的损伤,地震后更换耗能器即可快速恢复结构的抗震性能.文中提出一种采用高强螺栓装配到梁柱节点中的屈曲约束折形叠合耗能器,便于施工连接和震后更换.耗能器将节点的耗能集中在耗能芯板,通过附加约束装置防止芯板屈曲,同时耗能器能够作为梁翼缘的加强板以及节点的抗剪连接装置.对该耗能板进行轴向拉压试验,考察了其耗能能力、刚度、承载力和连接强度等,采用有限元软件ABAQUS进行模拟对比分析,结果表明,在保证连接装置强度的前提下,屈曲约束折形叠合耗能板具有较好的耗能能力和较高的刚度、承载力,能够作为装配到梁柱节点中的耗能装置.     

CS板内膨胀螺栓的抗拔与抗剪承载力试验

CS板是一种环保节能的结构构件，可用做围护结构和承载力构件．通过对埋置CS板中的膨胀螺栓进行拉拔试验和剪切试验，确定了CS板用膨胀螺栓做紧固件时抗拔与抗剪承载力的允许值，分析了混凝土面层厚度对承载力的影响．结果表明，承载力的允许值完全可以满足民用住宅的日常使用，并且混凝土面层厚度对承载力没有影响．根据极限状态下破坏特征，提出CS板内埋置膨胀螺栓的抗拔与抗剪承载力的理论计算公式，计算结果与承载力允许值吻合较好，可供工程设计参考．     

高温高压汽缸连接螺栓松驰损伤失效机理研究

为确保火电厂高温高压状态下的汽缸结合面不漏气,必须对连接螺栓松驰失效进行分析。提出了火电厂高温高压汽缸连接螺栓应力松驰、蠕变损伤及其二者交互作用的特征和机理,以及松驰后的剩余弹性应力不应低于最小密封应力和应控制塑性变形量即不过大也不过早产生。     

钢梁栓焊混合连接节点性能试验

为实现工业化建筑快速施工的目标,设计了钢梁现场翼缘对接栓-焊混合连接节点。此节点在拼接处梁的下翼缘及近下翼缘的腹板上焊接法兰板,通过高强度螺栓连接;法兰板上部焊接加劲板,加劲板同时焊接于梁腹板上;腹板采用高强度螺栓连接,上翼缘待腹板和下翼缘安装完成后现场俯焊。为考察此节点在地震作用下的极限承载力、滞回性能、失效模式等性能,设计了3个试件进行单向及低周往复加载试验。试验结果表明梁节点具有很好的延性转动能力,转角最大可达0.095rad, 延性转动后摩擦型螺栓变成承压型高强度螺栓,强度还有一定的提高。最终节点失效是由于连接法兰板的螺栓松动,法兰板缝隙发展,导致螺栓滑丝松动而失去承载能力。     

压力容器的简化设计

压力容器是化工、石油化工、冶金、轻工、纺织、机械以及航空航天工业中广泛使用的承压设备。尽管各类压力容器设备功能各异,结构复杂程度不一,但从整体上看,一般以薄壁的旋转壳为主要构型,同时就可以把整体分解为：筒体、封头、法兰、接管、支座等部件。这些部件相对比较简单,均具有明显的各自特征,可以方便的进行归类分析。     

考虑非线性的法兰接头三维有限元分析

法兰接头三维有限元模型包括法兰环,垫片,螺栓,连接壳体和焊缝,考虑了垫片材料受压时应力－应变的非线性关系。模型为参数化模型,可以方便地更改各参数的数值,以便研究法兰接头的几何尺寸,材料性质和载荷大小对法兰接头强度与紧密性的影响。研究中考虑了两个加载过程：螺栓拧紧过程和施加内压过程。研究可以同时分析在螺栓拧紧过程和加压过程中法兰接头的整体性以及过压过程中的法兰接头的密封性能,研究中,法兰环的弯曲、螺