波纹金属软管有限元分析

发布时间：2023-05-08 00:37

　　波纹金属软管是化工管路系统中量大面广的补偿元件,主要起承受内压,补偿轴向位移、横向错动位移、管道热变形,还具有隔振降噪等重要作用,是管路系统完整性与密封性的薄弱环节,因此,其合理设计与安全运行对石化各类装置的安全生产具有重要意义。本文运用ANSYS非线性有限元方法,对带网套双层波纹金属软管在工作状态下进行静力学分析和热分析。采用三维二次等参元离散波纹管,梁单元离散网套,运用no separation接触法表述波纹管与网套的相互作用关系。首先,通过施加扭转位移载荷,分析出波纹金属软管在扭转位移工况下的性能,得到了金属软管在扭转位移作用下的应力分布规律;其次,为了进一步探究波纹金属管在接头工况下的应力变化情况,在金属软管上施加了弯曲载荷进行分析,以及其他载荷和弯曲载荷联合工况分析,得到了金属软管在弯曲位移作用下的应力分布规律;最后,考虑到实际工作情况,考虑到波纹金属软管在高温高压力工作情况,做温度载荷和其他载荷联合工况下的应力分析,发现在温度载荷下承受较大的负载,但是对位移的影响较小,温度载荷易造成热胀冷缩的现象。所得结果对各类化工装置在各种复杂工况下的金属软管的设计、选用与安全维护均具有...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 金属软管结构特点
        1.2.1 波纹管
        1.2.2 网套
        1.2.3 接头
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文研究内容
第2章 金属软管扭转位移工况下有限元分析
    2.1 波纹管建模
        2.1.1 波纹管结构参数
        2.1.2 波纹金属软管的材料参数设定
        2.1.3 选取单元并划分网格
    2.2 金属网套建模
        2.2.1 网套结构参数
        2.2.2 编织密度的确定
        2.2.3 几何模型的建立
        2.2.4 单元选择与网格划分
    2.3 网套与波纹管之间的关系
    2.4 加载与求解
    2.5 结果分析
    2.6 联合工况分析
    2.7 本章小结
第3章 金属软管多种联合工况下有限元分析
    3.1 引言
    3.2 弯曲位移工况下有限元分析
    3.3 轴向位移和弯曲位移联合工况下有限元分析
        3.3.2 内外层波纹管结果分析比较
        3.3.3 波纹管端部应力分析
    3.4 内压、轴向位移和弯曲位移联合工况下有限元分析
    3.5 验证波纹管在各种工况下工作工况之间相互影响
    3.6 本章小结
第4章 波纹金属软管温度载荷工况下分析
    4.1 传热的三类边界条件
    4.2 波纹金属软管在温度载荷下分析
        4.2.1 模型简化及单元选择
        4.2.2 模型加载及分析
    4.3 波纹金属软管温度、压力工况下联合分析
    4.4 金属软管在温度、横向位移工况下联合分析
    4.5 波纹金属软管在多种工况下联合分析
    4.6 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 本文工作总结及结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
硕士在读期间科研成果



本文编号：3811638