本文關(guān)鍵詞：柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片金屬骨架力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片以其優(yōu)異的力學(xué)性能和密封性能在中低溫螺栓法蘭連接中得到了廣泛應(yīng)用,并且獲得了良好效果。由于波齒復(fù)合墊片材料能夠耐高溫,加之本身優(yōu)良的結(jié)構(gòu),其在高溫高壓的螺栓法蘭連接中也有應(yīng)用的趨勢。然而,GB/T19066.1-2008中僅給出了波齒復(fù)合墊片的厚度要求,目前波齒復(fù)合墊片的結(jié)構(gòu)參數(shù)由生產(chǎn)廠家自己設(shè)計,這導(dǎo)致墊片的質(zhì)量參差不齊,給使用企業(yè)帶來了很大的安全隱患。波齒復(fù)合墊片的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化是亟待解決的問題。另外,目前對于波齒復(fù)合墊片高溫性能的研究幾乎為空白。波齒復(fù)合墊片的力學(xué)性能主要取決于其金屬骨架,因此,開展波齒復(fù)合墊片金屬骨架力學(xué)性能研究,對于其更廣泛、更安全地應(yīng)用于石油化工等企業(yè)具有重要的價值和意義。 本文在GB/T19066.1-2008的基礎(chǔ)上,利用數(shù)值模擬計算方法,通過對不同寬度的金屬骨架計算研究,根據(jù)壓縮量及應(yīng)力、變形分布優(yōu)化得到了比較合理的墊片結(jié)構(gòu)。文中采用了新的邊界條件,數(shù)值模擬計算結(jié)果能夠準(zhǔn)確地反映金屬骨架的變形及應(yīng)力分布情況。金屬骨架在以下條件下具有較好的力學(xué)性能：波齒深度為金屬骨架厚度的1/3左右；墊片單邊寬度小于或等于10.5mm時波齒數(shù)為3.5,墊片單邊寬度大于10.5mm時波齒數(shù)為4。金屬骨架齒尖處的位移最大,波谷處的應(yīng)力最大、齒尖區(qū)域的應(yīng)力最小。隨著波齒數(shù)的增加,軸向位移減小；隨著波齒深度的增加,軸向位移增大。波齒數(shù)對軸向位移的影響程度大于波齒深度。 本文利用數(shù)值模擬計算方法研究了波齒復(fù)合墊片金屬骨架的高溫蠕變性能,表明波齒復(fù)合墊片金屬骨架具有很好的抗蠕變性能。波谷處的蠕變應(yīng)變最大,齒尖區(qū)域的蠕變應(yīng)變最小,并且數(shù)值相差很大。隨著載荷的增大,蠕變應(yīng)變呈指數(shù)級別增大。在較低載荷條件下,較大蠕變應(yīng)變區(qū)域較小,蠕變對金屬骨架的影響較�。辉谳^高載荷條件下,較大蠕變區(qū)域明顯增大,蠕變對金屬骨架的影響非常大。 本文介紹了高溫高壓工況下,波齒復(fù)合墊片需要研究的其它方面。高溫條件下,蠕變松弛會引起泄漏失效,蠕變損傷累計可能引起斷裂失效。在有壓力波動的工況下,蠕變疲勞交互作用比單一的蠕變或疲勞復(fù)雜的多；蠕變疲勞交互作用下墊片的壽命比把蠕變和疲勞損傷線性相加的壽命要小的多。石墨與金屬骨架材料的關(guān)聯(lián)性對金屬骨架的蠕變損傷、疲勞損傷有很大影響,另外,還應(yīng)注意所使用粘結(jié)劑的高溫穩(wěn)定性。 波齒復(fù)合墊片是一種性能優(yōu)良、安裝方便、非常經(jīng)濟的墊片,本文研究了波齒復(fù)合墊片金屬骨架的力學(xué)性能,對于企業(yè)、社會具有重要的價值和意義。
【關(guān)鍵詞】：波齒復(fù)合墊片 力學(xué)性能 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 高溫蠕變 ANSYS
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題的背景和意義10-11
• 1.2 柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片國內(nèi)外研究進展11-16
• 1.3 研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 波齒復(fù)合墊片蠕變、疲勞及ANSYS的應(yīng)用18-38
• 2.1 螺栓法蘭連接18-24
• 2.1.1 墊片密封機理18-19
• 2.1.2 墊片密封的泄漏形式19-21
• 2.1.3 墊片密封過程21
• 2.1.4 影響泄漏的主要因素21-24
• 2.1.5 高壓容器的密封設(shè)計24
• 2.2 波齒復(fù)合墊片24-28
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)特點及密封機理24-26
• 2.2.2 性能特點26-27
• 2.2.3 波齒復(fù)合墊片在石化裝置中的成功應(yīng)用27-28
• 2.3 高溫蠕變介紹28-31
• 2.3.1 蠕變定義28-30
• 2.3.2 蠕變機制30-31
• 2.4 疲勞分析31-33
• 2.5 ANSYS在研究中的應(yīng)用33-35
• 2.6 本章小結(jié)35-38
• 第三章 波齒復(fù)合墊片金屬骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化38-46
• 3.1 數(shù)值模擬過程分析38-39
• 3.2 數(shù)值模擬過程準(zhǔn)確性驗證39-40
• 3.3 數(shù)值模擬計算結(jié)果分析40-43
• 3.4 金屬骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 波齒復(fù)合墊片金屬骨架高溫性能研究46-56
• 4.1 金屬骨架高溫蠕變性能數(shù)值模擬研究46-54
• 4.1.1 前處理46-47
• 4.1.2 求解47
• 4.1.3 后處理47-54
• 4.1.4 結(jié)論54
• 4.2 金屬骨架高溫蠕變-疲勞性能研究54-55
• 4.3 波齒復(fù)合墊片需要解決的其它問題55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論與展望56-60
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-60
• 附錄60-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄74

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片金屬骨架力學(xué)性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：272614