【摘要】：雖然雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)在實驗室小型高壓氣路管道密封聯(lián)接方面成功使用多年,但對該結(jié)構(gòu)還沒成熟完整的理論設計方法。本文在深入研究雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)的基礎上,運用穩(wěn)健設計方法,綜合元件幾何尺寸、材料力學性能、元件表面粗糙度、軸向預緊力、配合間隙、錐角和錐角差等因素,找出了該結(jié)構(gòu)比較合理的設計參數(shù)組合。 本文首先通過對金屬密封條件分析,得出了雙錐形管接頭的密封條件。在此條件下,密封系統(tǒng)可實現(xiàn)“零”泄漏,軸向預緊力成了評判密封系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標準。這為有限元法進行數(shù)值試驗準備了條件。 在進行穩(wěn)健設計時,首先運用有限元法計算分析雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)設計參數(shù)對管路密封性能的影響,確定了各主要影響因素的取值范圍,在此基礎上安排了正交數(shù)值試驗,并用正交多項式擬合出各主要影響因素對軸向預緊力影響的響應面模型。同時,還建立了影響雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)形體大小和拆裝的結(jié)構(gòu)幾何模型。然后,通過多目標優(yōu)化思想,找出雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)最佳設計參數(shù)組合,并用有限元法驗證優(yōu)化結(jié)構(gòu)承載內(nèi)壓的大小。 最后對全文進行總結(jié)并對未來的研究進行展望。
【學位授予單位】：中國工程物理研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH136
【圖文】：

密密封圖

HokefittingSwagelokfitting圖1.1帶有錐密封的管路密封聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖(續(xù))圖1.1為一些廠家生產(chǎn)的錐形密封產(chǎn)品。在查閱的文獻及大量現(xiàn)行國內(nèi)產(chǎn)品的技術資料中，可以看到對于小徑管路的密封聯(lián)接，錐形密封結(jié)構(gòu)是使用廣泛、結(jié)構(gòu)小巧且密封可靠的聯(lián)接形式。本文研究的雙錐形管接頭亦可作為錐形密封的一種特殊形式。為了更充分發(fā)揮其特點，各大廠商都在不斷對錐形密封結(jié)構(gòu)進行改進和完善，使其更好適應不同工況。對于錐形密封，雖然國內(nèi)外已有很多成熟技術，但一般都由一些大型廠商(如:parker、Hip、swagelok等)掌握，沒有公開其設計規(guī)范。1.3穩(wěn)健設計概述1.3.1穩(wěn)健設計概念及原理穩(wěn)健設計(RobustDesign)就是通過調(diào)整設計變量及控制其容差使可控因素和不可控因素當與設計值發(fā)生變差時仍能保證產(chǎn)品質(zhì)量的一種工程方法123]。換言之，若做出的設計即使在各種因素的干擾下產(chǎn)品質(zhì)量也是穩(wěn)定的，或者用廉價的零部件能組裝出質(zhì)量上乘、性能穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品，則認為該產(chǎn)品的設計是穩(wěn)健的。實際上，由于各種因素的影響

該密封滿足壓應力要求。對于非連續(xù)接觸，就要求19個或更多。3.3.2有限元計算模型由于雙錐形管接頭受力和結(jié)構(gòu)具有對稱性，可建立如圖3.3所示的二維軸對稱模型。J翅縱圖3.3雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)的有限元模型雙錐形管接頭和密封座均采用四邊形四節(jié)點單元，并對局部網(wǎng)格細分。導管由冷拔硬化而成，在軸向預緊力作用下變形量很小，將其考慮為剛體。約束密封座右端面軸向位移，雙錐形管接頭左端面施加軸向預緊力P。3.4本章小結(jié)本章首先介紹了雙錐形管接頭密封管路聯(lián)接結(jié)構(gòu)及工作原理，給出了雙錐形管接頭的材料參數(shù)、有限元計算初始尺寸及有限元計算模型，最后闡述了有限元計算方法，為雙錐形管接頭的穩(wěn)健設計進行數(shù)值試驗準備了條件。

【引證文獻】

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1 李俊承;刀口式法蘭平面密封結(jié)構(gòu)的穩(wěn)健設計[D];中國工程物理研究院;2012年

本文編號：2784763