利用有限元分析軟件ABAQUS對(duì)油浸式變壓器的主密封界面的螺栓、墊片、法蘭系統(tǒng)進(jìn)行建模,分析預(yù)緊狀態(tài)下法蘭螺栓受力及變形情況,探討接觸應(yīng)力隨橡膠墊片壓縮率、流體壓力、橡膠墊片硬度的變化規(guī)律。結(jié)果表明:在螺栓預(yù)緊載荷作用下,法蘭偏轉(zhuǎn)使螺栓受力不均,箱沿連接處為法蘭最易損壞位置,可在箱沿與箱體處加額外剛性固定來增加強(qiáng)度;隨著壓縮率與流體壓力的增大,橡膠墊片的接觸應(yīng)力和von Mises應(yīng)力均增大;橡膠墊片硬度越大,相同流體壓力下的接觸應(yīng)力和von Mises應(yīng)力也越大,因此當(dāng)密封界面承受較大流體壓力時(shí),應(yīng)選用硬度大的橡膠墊片。 

【文章來源】：潤滑與密封. 2020,45(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

法蘭螺栓系統(tǒng)有限元模型

圖2(a)示出了法蘭螺栓系統(tǒng)在預(yù)緊力為100 980 N時(shí)施加內(nèi)壓0.3 MPa后的整體變形及應(yīng)力分布情況。在施加預(yù)緊力后上法蘭向下運(yùn)動(dòng)并發(fā)生順時(shí)針偏轉(zhuǎn),下法蘭沿逆時(shí)針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。法蘭螺栓系統(tǒng)在螺栓預(yù)緊力的作用下,靠近箱沿與箱體連接處應(yīng)力呈現(xiàn)出增大趨勢(shì),而靠近邊緣的法蘭處應(yīng)力變化不大,相對(duì)安全。圖2(b)示出了下法蘭受力情況,法蘭受力最大位置為下法蘭與箱體連接位置處,應(yīng)力值為659.9 MPa。由于預(yù)緊力的施加導(dǎo)致箱沿發(fā)生偏轉(zhuǎn),因此連接處受力最大且最易毀壞,該處可重點(diǎn)焊接,添加額外固定結(jié)構(gòu),使箱沿與箱體建立起一個(gè)穩(wěn)固的系統(tǒng)。2.2 螺栓應(yīng)力分析

圖3示出了在100 980 N預(yù)緊力與0.3 MPa內(nèi)壓的共同作用下,螺栓的變形及應(yīng)力分布情況。螺栓左側(cè)為整個(gè)系統(tǒng)中受力最大處,該處的應(yīng)力值為684.6 MPa。螺栓整體應(yīng)力呈現(xiàn)上下對(duì)稱分布的形式,但左側(cè)受力明顯大于右側(cè),法蘭和墊片的變形引起墊片壓緊面上應(yīng)力分布不均,使螺栓在承受拉應(yīng)力的同時(shí)也承受彎曲應(yīng)力,正是由于螺栓受到拉伸與彎曲應(yīng)力的共同作用,導(dǎo)致螺栓左右兩側(cè)應(yīng)力分布不均勻。文獻(xiàn)[14]對(duì)螺栓周向不同部位進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試實(shí)驗(yàn),表明螺栓的實(shí)際受力不是理想的垂直受拉狀態(tài),由于彎曲應(yīng)力導(dǎo)致不同部位應(yīng)力不同。這一結(jié)果與文中模擬結(jié)果相一致。2.3 墊片應(yīng)力和泄漏過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于ANSYS的O形密封圈的有限元分析[D]. 徐同江.山東大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3296653