【摘要】： 基于有限元方法的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,能夠有效地降低產(chǎn)品的開發(fā)成本,縮短產(chǎn)品的制造周期,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。本文以增強熱塑料管的法蘭電熔接頭作為研究對象,采用通用化有限元分析軟件ANSYS作為分析工具,對法蘭電熔接頭作了靜態(tài)接觸分析,蠕變和應(yīng)力松弛分析和優(yōu)化設(shè)計。 分析了法蘭電熔接頭的結(jié)構(gòu),介紹了CAE的設(shè)計方法和有限元分析的一些基本理論知識。采用基于APDL語言的參數(shù)化建模方法,分別建立了矩形,三角形和梯形螺紋的法蘭電熔接頭的有限元模型。通過非線性接觸分析給出了不同結(jié)構(gòu)下的應(yīng)力和應(yīng)變分布情況,為后續(xù)計算提供了依據(jù)。 聚合物在常溫、長時間、靜載荷作用下就會產(chǎn)生蠕變和應(yīng)力松弛,而電熔套筒的材料是HDPE,因此不能忽略蠕變和應(yīng)力松弛的破壞作用。為了研究電熔套筒在長時間下的穩(wěn)定性,本文采用,顯式蠕變方法,模擬了電熔套筒和鋼哈夫1000小時后的應(yīng)力,總應(yīng)變和蠕變應(yīng)變,找出它們的結(jié)構(gòu)缺點。 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面,本文根據(jù)前面分析的結(jié)果,決定對三角形螺紋的法蘭電熔接頭進行進一步的優(yōu)化。以影響螺紋形狀的齒高,螺距,切削角度以及齒數(shù)作為設(shè)計變量,采用零階方法實現(xiàn)了法蘭電熔接頭的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,既降低了最大螺牙載荷,又提高了螺牙載荷分布的均勻性,從而延長螺紋聯(lián)接的工作壽命,提高其工作效率。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH131

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