發(fā)布時(shí)間：2017-06-20 13:09

  本文關(guān)鍵詞：鎖環(huán)式天然氣過濾器快開盲板結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為緩解能源危機(jī)和環(huán)境污染問題,我國(guó)正在大力發(fā)展新能源領(lǐng)域,天然氣輸送管道建設(shè)就是其中重要項(xiàng)目之一。過濾器是天然氣輸送管道上的必要裝置,而快開盲板結(jié)構(gòu)則是過濾器裝置上的重要組成部分。隨著“西氣東輸”三線、四線工程的相繼動(dòng)工,國(guó)內(nèi)對(duì)于能夠滿足大直徑、高壓力設(shè)計(jì)要求的天然氣過濾器快開盲板結(jié)構(gòu)的需求量將越來越大。然而,目前此類產(chǎn)品還主要依賴國(guó)外進(jìn)口,價(jià)格昂貴且供貨周期長(zhǎng)。因此,國(guó)內(nèi)開始著力于天然氣過濾器快開盲板結(jié)構(gòu)的國(guó)產(chǎn)化研制。本論文就是針對(duì)國(guó)內(nèi)某大型高壓快開盲板國(guó)產(chǎn)化研制項(xiàng)目要求,在前期開發(fā)研制的基礎(chǔ)上,對(duì)涉及的新型鎖環(huán)式快開盲板結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究。具體研究?jī)?nèi)容如下：首先,對(duì)新近開發(fā)的浮動(dòng)式鞍形橡膠密封圈結(jié)構(gòu)提出一種改進(jìn)的新型防擠出外嵌金屬環(huán)鞍形密封圈結(jié)構(gòu),在保證鞍形橡膠密封圈浮動(dòng)特性的前提下能更有效防止橡膠圈材料在密封面間隙部位的擠出變形及失效問題。利用有限元軟件ABAQUS對(duì)該新型密封圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析,具體研究了其密封性能、浮動(dòng)功能和防止橡膠擠出特性,得到了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。其次,根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓力容器快開結(jié)構(gòu)安全聯(lián)鎖裝置的要求,提出了一種新型鎖環(huán)式快開盲板一體式安全聯(lián)鎖裝置設(shè)計(jì),具有結(jié)構(gòu)緊湊、聯(lián)鎖功能設(shè)計(jì)合理可靠的優(yōu)點(diǎn)。論文完成了新型安全聯(lián)鎖裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并利用ANSYS軟件進(jìn)行了有限元分析。該設(shè)計(jì)已獲得國(guó)家專利。另外,由于大直徑快開盲板內(nèi)部是易燃易爆天然氣介質(zhì)及承受高壓作用等苛刻使用條件,所以有必要進(jìn)一步從結(jié)構(gòu)可靠性方面進(jìn)行全面安全分析,論文在結(jié)構(gòu)的防脆斷設(shè)計(jì)方面,利用ABAQUS軟件對(duì)該結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)部位假想存在的環(huán)向裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子及影響因素進(jìn)行求解和分析,旨在為結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)一步改進(jìn)提供一定參考。同時(shí),論文以我國(guó)“西氣東輸”工程擬開發(fā)的設(shè)計(jì)參數(shù)為內(nèi)徑62英寸、設(shè)計(jì)壓力12.6 MPa大型高壓天然氣過濾器快開盲板設(shè)計(jì)為例,完成了基于上述新型防擠出鞍形密封圈結(jié)構(gòu)和新型一體化安全聯(lián)鎖裝置的具體工程應(yīng)用設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和強(qiáng)度計(jì)算。并參照J(rèn)B4732-1995的規(guī)定,利用有限元軟件ANSYS Workbench完成了基于應(yīng)力分類的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)定和疲勞評(píng)定等。最后,為更好地實(shí)現(xiàn)系列化設(shè)計(jì),論文基于Visual Basic. NET平臺(tái)開發(fā)了適用于新型鎖環(huán)式天然氣過濾器快開盲板結(jié)構(gòu)的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件。軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)ANSYS、Excel、AutoCAD的二次開發(fā),具有常規(guī)設(shè)計(jì)、有限元分析、自動(dòng)生成計(jì)算書和圖紙等多項(xiàng)功能。本軟件可大大提高設(shè)計(jì)效率,具有工程實(shí)際意義。
【關(guān)鍵詞】：快開盲板結(jié)構(gòu) 鞍形橡膠密封圈 安全聯(lián)鎖裝置 應(yīng)力強(qiáng)度因子 軟件開發(fā)
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE973
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-21
• 第一章 緒論21-31
• 1.1 課題來源及研究背景21-23
• 1.2 快開盲板結(jié)構(gòu)概述23-27
• 1.2.1 快開盲板結(jié)構(gòu)的基本要求24
• 1.2.2 天然氣過濾器快開盲板結(jié)構(gòu)研制與應(yīng)用技術(shù)條件24-27
• 1.3 天然氣過濾器快開盲板結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀及研究進(jìn)展27-29
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀27-28
• 1.3.2 鎖環(huán)式快開盲板國(guó)產(chǎn)化及創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究進(jìn)展28-29
• 1.4 課題研究的目的和意義29-30
• 1.5 本論文主要研究?jī)?nèi)容30-31
• 第二章 防擠出外嵌金屬環(huán)式鞍形橡膠密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析31-59
• 2.1 現(xiàn)有天然氣過濾器快開盲板密封圈結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀31-37
• 2.1.1 GD快開盲板C形密封圈結(jié)構(gòu)32-33
• 2.1.2 PT快開盲板U形密封圈結(jié)構(gòu)33
• 2.1.3 KEMLOCK快開盲板雙O形環(huán)密封圈結(jié)構(gòu)33-34
• 2.1.4 國(guó)產(chǎn)快開盲板內(nèi)嵌彈簧鞍形橡膠密封圈結(jié)構(gòu)34-36
• 2.1.5 密封圈結(jié)構(gòu)對(duì)比36-37
• 2.2 防擠出外嵌金屬環(huán)鞍形橡膠密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)37-39
• 2.3 橡膠密封圈有限元分析概述39-42
• 2.3.1 橡膠密封圈的特性39-41
• 2.3.2 橡膠密封圈密封性能判據(jù)41-42
• 2.4 防擠出外嵌金屬環(huán)式鞍形橡膠密封圈的有限元分析42-49
• 2.4.1 有限元模型42-46
• 2.4.2 有限元結(jié)果分析46-49
• 2.5 各參數(shù)對(duì)防擠出外嵌金屬環(huán)式鞍形橡膠密封圈性能的影響49-54
• 2.5.1 外嵌金屬環(huán)寬度對(duì)密封圈性能的影響50-52
• 2.5.2 安裝間隙對(duì)密封圈性能的影響52-54
• 2.6 不同結(jié)構(gòu)密封圈性能比較分析54-56
• 2.6.1 橡膠材料擠出情況比較54-56
• 2.6.2 局部應(yīng)力分布比較56
• 2.7 本章小結(jié)56-59
• 第三章 新型一體式安全聯(lián)鎖裝置的設(shè)計(jì)及分析59-71
• 3.1 安全聯(lián)鎖裝置概述59-62
• 3.1.1 安全聯(lián)鎖裝置分類59-60
• 3.1.2 國(guó)內(nèi)外法規(guī)對(duì)快開盲板安全聯(lián)鎖裝置的要求60
• 3.1.3 現(xiàn)有國(guó)產(chǎn)快開盲板結(jié)構(gòu)安全聯(lián)鎖裝置60-62
• 3.2 新型一體式安全聯(lián)鎖裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62-66
• 3.2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明63-64
• 3.2.2 彈簧的設(shè)計(jì)選型64-66
• 3.3 新型一體式安全聯(lián)鎖裝置工作原理66-67
• 3.4 新型一體式安全聯(lián)鎖裝置的有限元分析67-69
• 3.5 本章小結(jié)69-71
• 第四章 鎖環(huán)式快開盲板結(jié)構(gòu)環(huán)向裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子研究71-89
• 4.1 應(yīng)力強(qiáng)度因子概述71-79
• 4.1.1 斷裂力學(xué)的產(chǎn)生71-72
• 4.1.2 線彈性斷裂力學(xué)的基本理論72-76
• 4.1.3 應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算方法76-79
• 4.2 鎖環(huán)式快開盲板結(jié)構(gòu)環(huán)向裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值模擬79-83
• 4.2.1 含裂紋的快開盲板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化幾何模型79-80
• 4.2.2 基于有限元軟件ABAQUS求解應(yīng)力強(qiáng)度因子80-83
• 4.3 有限元計(jì)算結(jié)果分析各參數(shù)對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響規(guī)律83-87
• 4.3.1 筒體端部法蘭尺寸T對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響規(guī)律84
• 4.3.2 筒體端部法蘭尺寸h對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響規(guī)律84-85
• 4.3.3 筒體壁厚t對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響規(guī)律85
• 4.3.4 鎖環(huán)槽圓角半徑R對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響規(guī)律85-86
• 4.3.5 裂紋長(zhǎng)度a對(duì)應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響規(guī)律86-87
• 4.4 本章小結(jié)87-89
• 第五章 新型鎖環(huán)式快開盲板結(jié)構(gòu)工程實(shí)例計(jì)算89-105
• 5.1 工程實(shí)例的設(shè)計(jì)條件90
• 5.2 工程實(shí)例的力學(xué)模型和強(qiáng)度計(jì)算90-95
• 5.2.1 門蓋的強(qiáng)度計(jì)算及校核方法91-92
• 5.2.2 鎖環(huán)的強(qiáng)度計(jì)算及校核方法92-93
• 5.2.3 筒體端部法蘭的強(qiáng)度計(jì)算及校核方法93-94
• 5.2.4 工程實(shí)例的設(shè)計(jì)計(jì)算說明94-95
• 5.3 工程實(shí)例的有限元分析95-102
• 5.3.1 設(shè)計(jì)工況下的有限元分析96-100
• 5.3.2 水壓試驗(yàn)工況下的有限元分析100-102
• 5.3.3 疲勞強(qiáng)度評(píng)定102
• 5.4 本章小結(jié)102-105
• 第六章 新型鎖環(huán)式快開盲板結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)105-123
• 6.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件開發(fā)背景105-107
• 6.2 軟件編制原理107-110
• 6.2.1 常規(guī)設(shè)計(jì)編制原理107-108
• 6.2.2 基于VB.NET的ANSYS二次開發(fā)108-109
• 6.2.3 基于VB.NET的Excel二次開發(fā)109-110
• 6.2.4 基于VB.NET的AutoCAD二次開發(fā)110
• 6.3 中文版軟件界面及使用方法介紹110-120
• 6.3.1 文件操作及相關(guān)設(shè)置111-113
• 6.3.2 輸入數(shù)據(jù)113-114
• 6.3.3 常規(guī)設(shè)計(jì)114-115
• 6.3.4 有限元分析115-118
• 6.3.5 形成計(jì)算書和圖紙118-120
• 6.4 英文版軟件簡(jiǎn)介120-121
• 6.5 本章小結(jié)121-123
• 第七章 結(jié)論與展望123-125
• 7.1 本論文的主要結(jié)論123-124
• 7.2 對(duì)本研究的展望124-125
• 參考文獻(xiàn)125-129
• 致謝129-131
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文131-133
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介133-135
• 附件135-136

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本文編號(hào)：465706