本文關(guān)鍵詞：螺栓法蘭密封系統(tǒng)的動態(tài)特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在石油化工生產(chǎn)中,螺栓法蘭接頭密封性能的優(yōu)劣,直接關(guān)系到機械結(jié)構(gòu)的長周期運轉(zhuǎn)。隨著生產(chǎn)周期越來越長、工藝條件越來越苛刻,墊片密封失效導(dǎo)致的泄漏問題也越來越明顯,有必要對螺栓法蘭接頭的緊密性進行監(jiān)控和測試。 螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)是過程裝備與管道中最主要的連接形式,該連接結(jié)構(gòu)在操作工況下受介質(zhì)壓力、附加載荷及振動環(huán)境等影響,結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性會發(fā)生變化,而泄漏是結(jié)構(gòu)失效的主要原因。法蘭接頭在操作工況下,由于法蘭、螺栓和墊片的應(yīng)力松弛,導(dǎo)致螺栓力減小,從而墊片應(yīng)力下降,密封性能變差。因此,螺栓法蘭接頭的結(jié)構(gòu)特性和密封性能之間聯(lián)系緊密,分析法蘭接頭的密封性及結(jié)構(gòu)動態(tài)特性之間的關(guān)系具有重要意義。 本文以帶接管的螺栓、墊片和法蘭的管路系統(tǒng),特別是金屬與金屬接觸型螺栓法蘭接頭(MMC)為研究對象,從墊片密封原理出發(fā),以保證螺栓法蘭接頭的結(jié)構(gòu)完整性和密封性為準(zhǔn)則,對其進行了試驗研究和有限元分析,以實現(xiàn)MMC型螺栓法蘭接頭的可靠密封,確定了連接系統(tǒng)的密封性和結(jié)構(gòu)振動特性之間的定性和定量關(guān)系,為螺栓法蘭接頭密封性的在線檢測提供了可行性。 本文分別利用ANSYS有限元分析軟件和振動分析儀分別進行了螺栓法蘭接頭的有限元(FEA)模態(tài)分析和隨機振動分析以及試驗?zāi)B(tài)分析(EMA),通過動力學(xué)特性參數(shù)的變化反映由于螺栓松動引起的螺栓法蘭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化,從而尋求可以預(yù)測其密封性能變化的特性參數(shù)。 結(jié)果表明,在MMC型螺栓法蘭接頭中,隨著螺栓力的減小,一階譜矩因子呈現(xiàn)先增大再減小的特性,其中的轉(zhuǎn)折點對應(yīng)了法蘭接頭達到金屬與金屬接觸時對應(yīng)的螺栓力,而在MMC型法蘭接頭中,金屬與金屬接觸是保證接頭密封性的充分條件。因此,一階譜矩因子可作為螺栓法蘭接頭,特別是MMC型接頭密封性能檢測的測試和控制對象。
【關(guān)鍵詞】：法蘭接頭 墊片泄漏 MMC 振動分析 一階譜矩因子
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TE96;TH136
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題背景9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容和研究意義12-13
• 1.4 課題應(yīng)用前景13-14
• 第2章 法蘭接頭密封原理和MMC型法蘭接頭14-19
• 2.1 螺栓法蘭接頭基本型式14
• 2.2 螺栓法蘭接頭密封過程14-15
• 2.3 金屬與金屬接觸式法蘭密封原理15-16
• 2.3.1 MMC墊片15-16
• 2.3.2 金屬與金屬接觸式法蘭密封原理16
• 2.4 墊片的泄漏形式及影響因素16-19
• 2.4.1 墊片的泄漏形式16-17
• 2.4.2 影響墊片泄漏的因素17-19
• 第3章 螺栓法蘭接頭的模型建立和驗證19-47
• 3.1 螺栓法蘭密封系統(tǒng)模型簡介20-21
• 3.2 螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)的有限元模型21-27
• 3.2.1 有限元模型的基本單元確定22-25
• 3.2.2 螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)實體模型的建立25-26
• 3.2.3 有限元網(wǎng)格劃分26
• 3.2.4 螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)的有限元模型26-27
• 3.3 螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)的有限元模態(tài)理論分析27-33
• 3.3.1 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)27-30
• 3.3.2 模態(tài)分析的應(yīng)用30-31
• 3.3.3 模態(tài)提取方法31
• 3.3.4 螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)的自由模態(tài)計算31-33
• 3.4 螺栓法蘭密封結(jié)構(gòu)在自由狀態(tài)下的試驗?zāi)B(tài)分析33-45
• 3.4.1 試驗簡介33
• 3.4.2 試驗系統(tǒng)簡介33-35
• 3.4.3 試驗?zāi)B(tài)分析簡介35-38
• 3.4.4 試驗?zāi)B(tài)測試過程38-39
• 3.4.5 分析試驗數(shù)據(jù)和模態(tài)提取39-43
• 3.4.6 有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果對比43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-47
• 第4章 螺栓力對法蘭接頭模態(tài)參數(shù)的影響47-55
• 4.1 概述47
• 4.2 墊片類型對法蘭接頭模態(tài)參數(shù)的影響47-53
• 4.2.1 有限元計算結(jié)果48-52
• 4.2.2 結(jié)果分析52-53
• 4.3 螺栓力對法蘭接頭模態(tài)參數(shù)的影響53-54
• 4.3.1 有限元模態(tài)和試驗?zāi)B(tài)分析53
• 4.3.2 結(jié)果分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 螺栓法蘭密封系統(tǒng)的非線性動力學(xué)響應(yīng)分析55-71
• 5.1 隨機振動分析55-57
• 5.1.1 隨機振動分析定義與應(yīng)用55-57
• 5.1.2 隨機振動分析求解步驟57
• 5.2 螺栓法蘭接頭的隨機振動仿真分析57-69
• 5.2.1 螺栓法蘭接頭模型的建立57-64
• 5.2.2 螺栓法蘭接頭的隨機振動分析64-69
• 5.3 結(jié)果分析69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第6章 結(jié)論與展望71-73
• 6.1 結(jié)論71
• 6.2 后續(xù)工作展望71-73
• 參考文獻73-76
• 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉容;顧伯勤;陳曄;;附加載荷作用下螺栓法蘭連接的強度和緊密性分析[J];化工機械;2007年05期

2 趙春梅;;墊片密封失效分析及墊片的選用[J];煉油與化工;2009年03期

3 龍凱,程穎;齒輪嚙合力仿真計算的參數(shù)選取研究[J];計算機仿真;2002年06期

4 張紅兵,杜建紅;有限元模型中螺栓載荷施加方法的研究[J];機械設(shè)計與制造;1999年06期

5 李瑞明;郭連水;王巧霞;范素梅;程軍梅;那佳;;復(fù)雜裝配體有限元網(wǎng)格生成方法的研究[J];機械工程師;2007年04期

6 許榮昌;孫會朝;;有限元仿真技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[J];萊鋼科技;2008年02期

7 張永杰;孫秦;;帶預(yù)緊力受剪螺栓連接剛度分析[J];強度與環(huán)境;2007年04期

8 李會勛;胡迎春;張建中;;利用ANSYS模擬螺栓預(yù)緊力的研究[J];山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年01期

9 邢桂萍;羅廣輝;鄭新兵;;法蘭密封泄漏的原因分析[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2008年02期

10 黎力軍;影響法蘭密封的因素及墊片的選用[J];石油化工設(shè)備技術(shù);1997年06期

  本文關(guān)鍵詞：螺栓法蘭密封系統(tǒng)的動態(tài)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：350836