本文關(guān)鍵詞：可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^接觸密封性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為新型的管道連接結(jié)構(gòu),可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^是由金屬內(nèi)外球套,橡膠密封圈和管道組成的一種性能優(yōu)良的新型管接頭,由于其獨(dú)特的力學(xué)行為,例如能夠靈活地伸縮和轉(zhuǎn)向、能夠承受如軸向載荷、徑向載荷和偏轉(zhuǎn)作用等,因而被廣泛應(yīng)用于諸如自來(lái)水,油氣等的輸運(yùn)系統(tǒng)。在管道運(yùn)輸系統(tǒng)中,管接頭的連接密封性至關(guān)重要,因而可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^密封性能分析是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。為了研究可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的接觸密封性能,本文首先評(píng)述了相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,而后確定了所研究的可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在分析了管接頭連接和密封特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,確定了用于有限元分析的接觸類型、接觸單元、接觸對(duì)以及表征橡膠材料力學(xué)行為的本構(gòu)方程,推導(dǎo)了求解接觸問(wèn)題的有限元列式。在完整執(zhí)行建模、劃分網(wǎng)格、加載和邊界條件、求解和后處理等步驟后,實(shí)現(xiàn)了可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^在僅含初始過(guò)盈裝配和施加靜水壓兩種狀況下有限元分析,為研究管接頭各部件的應(yīng)力水平和接觸密封性能,論文展示了在兩種狀況下的接觸區(qū)von Mises應(yīng)力和接觸壓力分布并進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)果表明：可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^最大的von Mises應(yīng)力主要集中在三個(gè)位置,分別位于與橡膠密封圈1相接觸的球狀外套內(nèi)表面中央,球狀內(nèi)套內(nèi)腔中央以及與橡膠密封圈2相接觸的管道內(nèi)壁；管接頭的各個(gè)部件的接觸應(yīng)力近似呈現(xiàn)對(duì)稱分布且垂直于接觸面；比對(duì)僅含初始過(guò)盈和施加靜水壓后兩種狀況下的接觸應(yīng)力,可見(jiàn)接觸應(yīng)力大于管道內(nèi)所施加的靜水壓力,因此可定性推斷所研究的管接頭能夠起到密封作用,所得結(jié)果為可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了數(shù)值依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^ 接觸 密封性 有限元法
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB42
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 有限元法研究可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的意義11-12
• 1.3 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 國(guó)內(nèi)管接頭主要的連接密封方式14-19
• 1.4.1 剛性連接方式14-17
• 1.4.2 柔性連接方式17-19
• 1.5 本文工作及研究方法19-20
• 1.5.1 工作概述19
• 1.5.2 研究方法19-20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第2章 接觸問(wèn)題的有限元分析21-31
• 2.1 接觸問(wèn)題概述21-27
• 2.1.1 接觸應(yīng)力公式22-24
• 2.1.2 球與平面的接觸24-25
• 2.1.3 接觸問(wèn)題的求解方法25-27
• 2.2 有限元法在接觸應(yīng)力分析中的應(yīng)用27-30
• 2.2.1 接觸問(wèn)題分類28
• 2.2.2 接觸問(wèn)題的分析步驟28-29
• 2.2.3 有限滑動(dòng)公式與小滑移公式29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 密封橡膠圈的力學(xué)性能31-34
• 3.1 橡膠密封材料性質(zhì)31
• 3.2 密封橡膠圈Mooney-Rivlin的彈性本構(gòu)關(guān)系31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第4章 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的有限元模型34-45
• 4.1 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^介紹34-38
• 4.1.1 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的構(gòu)造34-36
• 4.1.2 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的連接機(jī)理36-37
• 4.1.3 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^的密封原理37-38
• 4.2 管道內(nèi)壓分析38-39
• 4.3 管接頭實(shí)體模型和簡(jiǎn)化模型的建立39-41
• 4.4 管接頭有限元模型圖41-42
• 4.5 邊界條件及荷載42-43
• 4.6 分析過(guò)程43
• 4.7 本章小結(jié)43-45
• 第5章 可伸縮鉸鏈?zhǔn)饺嵝怨芙宇^接觸密封分析結(jié)果45-78
• 5.1 von Mises應(yīng)力45
• 5.2 接觸應(yīng)力45-46
• 5.3 僅有初始過(guò)盈管接頭的分析結(jié)果46-60
• 5.3.1 von Mises應(yīng)力情況46-48
• 5.3.2 接觸應(yīng)力情況48-60
• 5.4 施加靜水壓后管接頭的分析結(jié)果60-74
• 5.4.1 von Mises應(yīng)力情況60-63
• 5.4.2 接觸應(yīng)力情況63-74
• 5.5 綜合分析結(jié)果74-76
• 5.6 本章小結(jié)76-78
• 第6章 結(jié)論與展望78-80
• 結(jié)論78
• 展望78-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：336961