隨著近年來波紋管的迅速發(fā)展,多層波紋管也成為了主要的發(fā)展趨勢。換熱器中波紋管膨脹節(jié)性能的好壞直接影響著整個換熱器的使用壽命和經(jīng)濟效益,但是受限于常規(guī)計算公式和其計算的復雜程度,無法將換熱器中不同參數(shù)膨脹節(jié)各個位置所受的溫度載荷和應力載荷都計算出來,并且相關(guān)的文獻研究結(jié)果中沒有詳細的計算出換熱器中膨脹節(jié)不同參數(shù)(波高、波距、層數(shù))對膨脹節(jié)各個波上應力和性能的影響關(guān)系。所以本文就應用了有限元法模擬分析出不同參數(shù)的波紋管膨脹節(jié)對膨脹節(jié)各個位置的應力和性能指標的影響規(guī)律。本論文主要應用于基礎(chǔ)研究,對之后更深入的換熱器中膨脹節(jié)的相關(guān)研究提供了一定的理論依據(jù)和借鑒作用。本論文主要從三方面分析波紋管膨脹節(jié):(1)通過分析常規(guī)計算和相關(guān)的文獻研究結(jié)果得到換熱器中膨脹節(jié)的薄膜應力、彎曲應力和軸向剛度、疲勞壽命、平面失穩(wěn)性等性能指標與膨脹節(jié)的層數(shù)、波高、波距的影響關(guān)系;(2)通過有限元法建立不同參數(shù)(波高、波距、層數(shù))的膨脹節(jié)模型,建立模型時考慮波紋管膨脹節(jié)中層與層的接觸類型和整體的約束條件;并將換熱器中膨脹節(jié)的實際工況帶入,進行有限元模擬分析;(3)通過有限元計算結(jié)果得到的云圖,確定換熱器中波紋管膨脹節(jié)波上每個位置的溫度載荷和應力載荷分布并與相關(guān)文獻研究結(jié)果比較,分析討論不同膨脹節(jié)參數(shù)對膨脹節(jié)各個位置的性能變化影響,得到結(jié)論。通過本論文對換熱器中膨脹節(jié)的有限元研究結(jié)果可對不同參數(shù)膨脹節(jié)的各個位置的性能研究和強度評定提供一定的依據(jù)。
【學位單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TQ051.5
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的
    1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀
        1.2.1 國內(nèi)外膨脹節(jié)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 波紋管膨脹節(jié)的參數(shù)研究進展
    1.3 研究方法
        1.3.1 本課題研究方法
    1.4 研究的意義
    1.5 本課題研究的內(nèi)容
第二章 波紋管膨脹節(jié)的分析計算
    2.1 膨脹節(jié)分類
        2.1.1 按形狀分類
    2.2 按用途分類
        2.2.1 軸向型膨脹節(jié)
        2.2.2 橫向位移膨脹節(jié)
        2.2.3 角位移膨脹節(jié)
        2.2.4 壓力平衡型膨脹節(jié)
    2.3 U形波紋管膨脹節(jié)的分析計算
        2.3.1 U形波紋管膨脹節(jié)的結(jié)構(gòu)簡圖
        2.3.2 U型波紋管膨脹節(jié)的應力計算
    2.4 影響膨脹節(jié)性能的主要參數(shù)
        2.4.1 膨脹節(jié)的層數(shù)m
        2.4.2 膨脹節(jié)的層高h
        2.4.3 膨脹節(jié)的波距w
    2.5 換熱器的分析計算
        2.5.1 整體模型簡圖
        2.5.2 換熱器的材料屬性
    2.6 膨脹節(jié)在換熱器中的作用
        2.6.1 膨脹節(jié)與換熱器的連接
        2.6.2 管子與管板的連接
        2.6.3 膨脹節(jié)對管板的影響
    2.7 本章小結(jié)
第三章 三維有限元模型的建立
    3.1 有限元法的發(fā)展及應用
        3.1.1 有限元法的應用原理
    3.2 workbench軟件特點
    3.3 模型求解過程
    3.4 結(jié)構(gòu)力學
    3.5 熱分析
        3.5.1 穩(wěn)態(tài)傳熱
        3.5.2 瞬態(tài)傳熱
    3.6 膨脹節(jié)三維有限元模型的建立
        3.6.1 幾何模型的建立
        3.6.2 約束條件
        3.6.3 創(chuàng)建接觸對
    3.7 本章小結(jié)
第四章 三維有限元模型的載荷計算
    4.1 波紋管膨脹節(jié)的材料參數(shù)
    4.2 波紋管膨脹節(jié)的幾何模型
    4.3 波紋管膨脹節(jié)部分討論
        4.3.1 膨脹節(jié)的軸向剛度
        4.3.2 膨脹節(jié)的軸向位移云圖
    4.4 換熱器中膨脹節(jié)的受載工況
        4.4.1 溫度載荷分析
        4.4.2 殼程壓力計算
        4.4.3 管程壓力計算
        4.4.4 溫度載荷計算
    4.5 操作工況組合
    4.6 有限元法對膨脹節(jié)的載荷過程
    4.7 本章小結(jié)
第五章 換熱器中波紋管膨脹節(jié)的有限元模擬分析
    5.1 引言
    5.2 不同層數(shù)膨脹節(jié)的有限元分析
        5.2.1 僅在溫度載荷作用下的溫差應力分析
        5.2.2 在殼程壓力和管程壓力共同作用下的應力分析
        5.2.3 在溫度載荷和壓力載荷耦合作用下的熱應力分析
        5.2.4 不同層數(shù)的總變形分析
        5.2.5 小結(jié)
    5.3 不同波距膨脹節(jié)的有限元分析
        5.3.1 僅在溫度載荷作用下的溫差應力分析
        5.3.2 在殼程壓力和管程壓力共同作用下的應力分析
        5.3.3 在溫度載荷和壓力載荷耦合作用下的熱應力分析
        5.3.4 不同波距的總變形分析
        5.3.5 小結(jié)
    5.4 不同波高膨脹節(jié)的有限元分析
        5.4.1 僅在溫度載荷作用下的溫差應力分析
        5.4.2 在殼程壓力和管程壓力共同作用下的應力分析
        5.4.3 在溫度載荷和壓力載荷耦合作用下的熱應力分析
        5.4.4 不同波高的總變形分析
        5.4.5 小結(jié)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
碩士成果及發(fā)表的學術(shù)論文

【參考文獻】

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