本文關鍵詞：大型膨脹節(jié)設計方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為彈性變形補償結構,膨脹節(jié)在航天航空、石化、電力、汽車和船舶等行業(yè)應用廣泛。隨著工業(yè)生產規(guī)模的擴大,波紋管膨脹節(jié)日趨大型化,結構亦日趨復雜化。對于膨脹節(jié)的這種發(fā)展趨勢,現有的膨脹節(jié)設計標準需要不斷更新和完善,膨脹節(jié)設計和分析手段也需要不斷研究和實踐。本論文利用有限元法對管道用Ω形波紋管膨脹節(jié)和單式及萬向鉸鏈型波紋管膨脹節(jié)進行分析,主要內容有：(1)本論文采用了常規(guī)設計和有限元分析兩種方法對Ω形波紋管進行設計。常規(guī)設計參考GB/T12777-2008《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術條件》標準；有限元法則借助ANSYS軟件,采用PLANE 182軸對稱單元建立波紋管分析模型。有限元分析得到的各項應力與常規(guī)設計結果比較一致。(2)分別采取應力分類法和極限載荷法對DN2200mm和DN5500mm兩種單式鉸鏈型膨脹節(jié)以及DN2200mm和DN6200mm兩種萬向鉸鏈型膨脹節(jié)進行應力以及位移計算,并在極限載荷分析基礎上,應用正交試驗法對各設計實例進行輕量化分析和剛度增強設計。結果表明,極限載荷法更加適合大型鉸鏈型膨脹節(jié)的設計。(3)利用ANSYS軟件中的優(yōu)化模塊對Ω形波紋管的波距q、平均半徑r,壁厚T以及開口外壁曲率半徑r0四個主要波形參數進行了以波紋管質量為目標的優(yōu)化設計。為實現內壓和位移兩種工況條件的同時優(yōu)化,需要在一個有限元界面內建立兩個獨立的波紋管模型,分別施加這兩種載荷。優(yōu)化后波紋管的總質量減少了54.97%。(4)利用VB對ANSYS軟件進行二次開發(fā),編寫出U形波紋管和Ω形波紋管自動化優(yōu)化設計軟件,實現波紋管的輕量化設計。
【關鍵詞】：波紋管 有限元分析 剛度 極限載荷 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 符號說明15-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 課題研究背景17
• 1.2 概述17-21
• 1.2.1 膨脹節(jié)承力結構件介紹17-19
• 1.2.2 國內外膨脹節(jié)結構件設計標準19-21
• 1.3 波紋管膨脹節(jié)研究進展21-24
• 1.3.1 波紋管的強度研究21-22
• 1.3.2 剛度研究22
• 1.3.3 穩(wěn)定性研究22-23
• 1.3.4 疲勞壽命研究23
• 1.3.5 振動研究23
• 1.3.6 材料研究23-24
• 1.4 本論文研究內容24-25
• 第二章 Ω形波紋管膨脹節(jié)有限元分析25-41
• 2.1 Ω形波紋管常規(guī)設計25-29
• 2.1.1 波紋管參數26
• 2.1.2 常規(guī)設計26-27
• 2.1.3 波紋管應力校核27-28
• 2.1.4 其他性能參數計算28-29
• 2.1.5 常規(guī)計算結果29
• 2.2 采用PLANE 182軸對稱單元對Ω形波紋管進行有限元分析29-38
• 2.2.1 有限元模型的建立29-31
• 2.2.2 有限元分析載荷31
• 2.2.3 路徑設置31-32
• 2.2.4 載荷、邊界條件及計算結果32-37
• 2.2.5 有限元計算結果校核37-38
• 2.2.6 常規(guī)計算與有限元計算的比較38
• 2.3 本章小結38-41
• 第三章 單式鉸鏈型膨脹節(jié)設計41-59
• 3.1 應力評定依據41-42
• 3.2 DN2200單式鉸鏈型膨脹節(jié)輕量化設計42-49
• 3.2.1 DN2200單式鉸鏈型膨脹節(jié)的常規(guī)設計42-43
• 3.2.2 以應力分類法的計算結果43-45
• 3.2.3 以極限載荷法的計算結果45-46
• 3.2.4 膨脹節(jié)輕量化設計46-49
• 3.3 DN5500單式鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設計49-56
• 3.3.1 設計條件49-50
• 3.3.2 以應力分類法的計算結果50-52
• 3.3.3 以極限載荷法的計算結果52-53
• 3.3.4 膨脹節(jié)剛度增強設計53-56
• 3.4 本章小結56-59
• 第四章 萬向鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設計59-79
• 4.1 DN2200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設計59-67
• 4.1.1 DN2200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的常規(guī)設計59-60
• 4.1.2 以應力分類法的計算結果60-62
• 4.1.3 以極限載荷法的計算結果62-63
• 4.1.4 膨脹節(jié)剛度增強設計63-67
• 4.2 DN6200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設計67-75
• 4.2.1 DN6200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的常規(guī)設計67-68
• 4.2.2 以應力分類法的計算結果68-70
• 4.2.3 以極限載荷法的計算結果70-71
• 4.2.4 膨脹節(jié)剛度增強設計71-75
• 4.3 膨脹節(jié)總體位移對波紋管壽命的影響75-77
• 4.3.1 波紋管參數76
• 4.3.2 波紋管的應力校核比較76-77
• 4.4 本章小結77-79
• 第五章 波紋管優(yōu)化設計與軟件開發(fā)79-95
• 5.1 Ω形波紋管優(yōu)化設計79-84
• 5.1.1 波紋管優(yōu)化參數80
• 5.1.2 優(yōu)化模型80-81
• 5.1.3 應力計算81-82
• 5.1.4 優(yōu)化結果82-84
• 5.2 波紋管膨脹節(jié)自動化優(yōu)化軟件開發(fā)84-92
• 5.2.1 軟件背景及編制原理84-85
• 5.2.2 波紋管自動化優(yōu)化軟件85-92
• 5.3 本章小結92-95
• 第六章 結論與建議95-97
• 6.1 結論95
• 6.2 后續(xù)研究建議95-97
• 參考文獻97-101
• 致謝101-103
• 研究成果及發(fā)表的學術論文103-105
• 作者和導師簡介105-106
• 附錄106-107

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 邵以華;汪建羽;;催化裂化裝置用特殊膨脹節(jié)的選材與設計[J];化工設備與管道;2009年06期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 鐘云飛;在役直管壓力平衡型膨脹節(jié)壽命評估技術研究[D];華東理工大學;2014年

  本文關鍵詞：大型膨脹節(jié)設計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293641