换热管与管板胀接工艺参数对胀接质量的影响研究

发布时间：2020-12-25 00:29

　　换热器是一种将热流体的多余热能转换给冷流体的装置,并且在工业、化学、能源、船舶等很多领域中占有重要地位,其中管壳式换热器的应用范围尤为广泛,其换热管和管板的连接方式对于确保换热器有效运行至关重要。目前,换热管和管板的常用连接方式有焊接、胀接和胀焊结合等方式,其中胀接又包括机械胀接、液压胀接以及爆炸胀接等,液压胀接过程中对换热管及管板没有机械损伤,施载压力大小和胀接长度能自由调节,且易操作易控制等优点得到广泛的应用。虽然对液压胀接已取得丰硕的研究成果,但由于换热管和管板胀接的影响因素较多,目前仍没有完美合理的方法来选择合适的胀接工艺参数以获得最佳的胀接质量。论文的主要研究内容包含以下几个方面:（1）根据ASME标准拟合换热管和管板材料的真实应力-应变曲线,建立换热管-管板胀接的有限元模拟模型,设计液压胀接试验,对单根管进行胀接试验验证有限元模拟模型和研究方法的正确性,为胀接工艺参数对胀接质量的研究提供依据。（2）采用有限元数值模拟方法进行初始间隙与胀接压力的联合求解分析,研究胀接后换热管的残余等效应力和残余接触应力,并根据理论公式计算出胀接后换热管和管板之间的抗拉脱力,探明换热管和管板的... 

【文章来源】：河南科技大学河南省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 管板与换热管的连接方式
    1.3 国内外研究现状及分析
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 液压胀接数值模拟方法
    2.1 液压胀接基本原理
        2.1.1 材料模型
        2.1.2 假设和基本方程
        2.1.3 换热管弹塑性变形阶段
        2.1.4 管板加载阶段
        2.1.5 卸载阶段
    2.2 有限元数值模拟模型建立
        2.2.1 软件选取及分析流程
        2.2.2 三维模型建立及网格划分
        2.2.3 材料参数的定义
        2.2.4 胀接压力的施加
        2.2.5 边界条件的设定
    2.3 有限元模型验证
        2.3.1 有限元模拟结果
        2.3.2 液压胀接试验
        2.3.3 试验结果与有限元结果对比
    2.4 本章小结
第3章 胀接压力与初始间隙对胀接质量的影响
    3.1 液压胀接初始条件选定
        3.1.1 胀接压力的选定
        3.1.2 初始间隙的选定
    3.2 有限元模拟结果
    3.3 抗拉脱力理论计算
    3.4 壁厚减薄量计算
    3.5 液压胀接试验研究
        3.5.1 试验模型材料参数选定
        3.5.2 试验设备选定
        3.5.3 液压胀接试验过程
        3.5.4 保压时间对胀接质量的影响
        3.5.5 抗拉脱力验证
    3.6 本章小结
第4章 胀接顺序对胀接质量的影响
    4.1 有限元模型的建立
        4.1.1 胀接压力施加
        4.1.2 边界条件施加
    4.2 胀接顺序模拟结果
    4.3 本章小结
第5章 表面粗糙度对胀接质量的影响
    5.1 摩擦因数与液压胀接理论分析
    5.2 有限元模型建立
        5.2.1 简化模型建立及网格划分
        5.2.2 胀接压力与边界条件的设定
    5.3 数值模拟结果
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果



本文编号：2936596