本文關(guān)鍵詞：螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化預(yù)緊施工方案研究　出處：《大連理工大學(xué)》2011年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：適量且均勻的螺栓預(yù)緊載荷對螺栓法蘭系統(tǒng)密封性能有至關(guān)重要的影響。本文通過實驗和數(shù)值模擬方法,研究彈性交互作用在法蘭螺栓預(yù)緊施工過程中的作用機理和規(guī)律,在此基礎(chǔ)上開發(fā)螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化預(yù)緊施工方案設(shè)計方法,為實際工程中的密封系統(tǒng)施工與操作提供一定的參考和依據(jù)。本文的主要工作和結(jié)論如下： 1)建立了螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)綜合性能測試裝置,能夠在線測量預(yù)緊施工過程中螺栓載荷的變化情況,并獲得相應(yīng)的泄漏率數(shù)值。為研究彈性交互作用在預(yù)緊施工中的作用規(guī)律提供可行的方法。 2)針對交叉、順次兩種加載方案,實驗研究了彈性交互作用的作用規(guī)律,根據(jù)作用機理將其分為正作用與負(fù)作用�？疾炝藟|片剛度、加載增量、加載順序?qū)σ陨蟽煞N作用的影響。研究發(fā)現(xiàn),順次加載中的正作用效果強于交叉加載,而負(fù)作用效果在兩種加載順序下相同；隨著加載增量的減小和墊片剛度的增加,正、負(fù)作用效果均會減弱。 3)建立螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)預(yù)緊施工過程有限元模型,并對比實驗結(jié)果驗證了模型的合理性。研究發(fā)現(xiàn)： 螺栓加載對法蘭整體變形的影響很小,負(fù)作用只影響至相鄰螺栓。隨著法蘭公稱直徑、螺栓數(shù)目的增加,正作用效果不變,而負(fù)作用效果增強。預(yù)緊后螺栓載荷分布狀態(tài)由負(fù)作用次數(shù)分布決定,螺栓受負(fù)作用次數(shù)越多載荷越小。 在墊片應(yīng)力方面,相同條件下,聚四氟乙烯復(fù)合墊相比石墨填充金屬纏繞墊,其墊片應(yīng)力更加均勻,但應(yīng)力水平較低。還發(fā)現(xiàn)墊片應(yīng)力分布主要是由螺栓載荷的分布狀態(tài)決定。因此,在交叉、順次加載方案下,都會產(chǎn)生墊片應(yīng)力低值點。 4)基于實驗和數(shù)值模擬結(jié)果提出以載荷增量定義的彈性交互作用系數(shù)。并發(fā)現(xiàn)負(fù)作用系數(shù)在預(yù)緊施工過程中為一確定常數(shù)。據(jù)此開發(fā)了以彈性交互作用系數(shù)法為基礎(chǔ)的螺栓加載載荷修正式計算方法。通過對螺栓施加修正后的載荷抵消負(fù)作用。并采用交叉-順次混合加載方案弱化正作用。同時提出了多輪預(yù)緊施工過程中,各輪螺栓加載目標(biāo)載荷的確定判據(jù)。至此,建立了完整的螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化預(yù)緊施工方案設(shè)計方法。 5)采用實驗和數(shù)值模擬方法對優(yōu)化預(yù)緊施工方案進行效果評估,對比發(fā)現(xiàn),優(yōu)化方案中各輪螺栓平均載荷均高于目標(biāo)載荷,并能夠保持較低的螺栓載荷離散度,因此會產(chǎn)生更加均勻且足值的墊片應(yīng)力分布。同時,對于不同公稱直徑、螺栓數(shù)目的法蘭,該優(yōu)化方案均可獲得均勻且足值的螺栓載荷與墊片應(yīng)力。
[Abstract]:Proper and uniform load of bolt preload has an important influence on the sealing performance of bolted flange system. By experiments and numerical simulation in this paper, the mechanism of action of the elastic interaction in the flange bolts in the construction process and the law, on the basis of the development of bolt flange sealing structure optimization design method of pre construction plan, to provide a reference and basis for the practical engineering in the construction and operation of the sealing system. The main work and conclusions of this article are as follows:
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH136

【參考文獻】

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本文編號：1346868