螺栓结构精细化分析及在核电装备的应用

发布时间：2021-02-18 13:19

　　在核电装备中,螺栓无处不在,不管是传递力还是保证垫片的密封性能,其作用都不容忽视。本文以核电装备为研究背景,以螺栓结构为研究对象,进行如下分析。（1）为了研究M螺纹和MJ螺纹的承载分布规律,用ABAQUS软件建立二维螺纹模型,进行力学分析。首先分析了M螺纹径向尺寸、摩擦系数、弹性模量、啮合扣数、螺距对承载分布的影响,计算结果得到了经验公式的验证;然后对MJ螺纹在不同材料下的承载规律进行分析对比,研究了MJ螺纹进入塑性时的承载分布规律;最后数值分析了M螺纹和MJ螺纹的应力、位移、塑性应变;重点讨论了选用不同材料时,MJ螺纹最先出现塑性屈服的部位及出现的原因;同时发现当螺母材料为30CrMnSiA时,各扣螺纹牙承载相对更加均匀。（2）基于精细模型研究螺栓扭矩和预紧力关系。在简谐载荷作用下的螺栓松动过程中,考虑螺纹接触面、螺母接触面的细节变化以及各种因素对螺栓拉伸力的影响,用ABAQUS软件进行二次开发,建立了三种螺栓模型,并进行力学分析。精细模型能准确模拟扭矩和预紧力关系;在简谐载荷作用下,对精细模型中螺栓拉伸力的变化规律进行分析,讨论合力矩、接触压力和摩擦应力对原点力矩之间的关系;对不同... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 螺栓联接结构的分析
    1.3 螺纹副承载分布规律
    1.4 螺栓初始预紧力的确定
    1.5 热固耦合分析
    1.6 本文研究内容
2 基于二维精细模型的M和MJ螺纹轴向承载分布规律研究
    2.1 MJ螺纹简介
    2.2 螺纹模型
    2.3 M螺纹承载分布规律
    2.4 M螺纹各参数对承载分布影响
        2.4.1 径向尺寸对承载分布影响
        2.4.2 摩擦系数对承载分布影响
        2.4.3 材料弹性模量对承载分布影响
        2.4.4 啮合扣数对承载分布影响
        2.4.5 螺距对承载分布影响
    2.5 MJ螺纹承载分布规律
        2.5.1 螺栓材料为300M钢,螺母材料为30CrMnSiA螺纹承载分布
        2.5.2 螺栓、螺母材料均为300M钢螺纹承载分布
    2.6 两种材料MJ螺纹模型承载分布规律比较
    2.7 本章小结
3 基于三维精细化模型的螺栓松动分析
    3.1 精细模型的建立
    3.2 螺栓扭矩和预紧力关系
    3.3 简谐载荷作用下螺栓松动研究
    3.4 螺栓松动的影响因素分析
    3.5 本章小结
4 核电爆破阀螺栓联接结构的热固耦合密封性能分析
    4.1 考虑螺纹细节的精细化建模
    4.2 试验工况及外载条件
    4.3 爆破阀密封结果分析
        4.3.1 预紧阶段分析
        4.3.2 温度场分析
        4.3.3 热固耦合分析
    4.4 螺纹接触状态分析
        4.4.1 过盈模型、BoltLoad模型、考虑螺纹装配的精细模型比较
        4.4.2 螺纹接触面状态变化
        4.4.3 不同螺纹牙所占螺栓拉伸力比例
        4.4.4 螺母转角分析
    4.5 本章小结
5 反应堆压力容器螺栓联接结构的热固耦合分析
    5.1 容器简介
    5.2 试验工况及外载条件
    5.3 压力容器密封结果分析
        5.3.1 预紧阶段分析
        5.3.2 温度场分析
        5.3.3 热固耦合分析
    5.4 有无垫片模型对反应堆压力容器螺栓拉伸力的影响
    5.5 精细模型和简化模型计算结果比较
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于精细螺栓模型的爆破阀热固耦合密封性能分析[J]. 张季,赵国忠,张皓,张黎.  压力容器. 2018(02)
[2]影响螺纹副轴向力分布均匀性的关键因素分析[J]. 陈岩,芦旭,江鹏,关振群.  东北大学学报(自然科学版). 2017(08)
[3]反应堆压力容器内壁缺陷产生原因分析[J]. 刘石桥,刘丙月.  压力容器. 2017(01)
[4]螺纹连接松动分析及预防[J]. 张小强.  橡塑技术与装备. 2016(10)
[5]CPR1000反应堆压力容器主螺栓预紧过程分析[J]. 胡大芬,刘刚,王春发.  压力容器. 2015(11)
[6]反应堆压力容器接管段三维弹塑性应力分析[J]. 陆维,王绪伟,杨培勇.  压力容器. 2015(09)
[7]塑性变形演化对螺纹联接松动的影响研究[J]. 侯世远,廖日东.  北京理工大学学报. 2015(09)
[8]AP1000蒸汽发生器人孔法兰螺栓预紧力校核[J]. 魏小宝.  压力容器. 2015(06)
[9]基于金属与金属接触型螺栓法兰接头的垫片应力分析[J]. 陈圆,关凯书,马凯,章兰珠,徐严言.  压力容器. 2015(05)
[10]核电用石墨密封垫片的试验方法研究[J]. 杨书益.  流体机械. 2015(01)

博士论文
[1]轴向激励下螺栓连接结构的松动机理研究[D]. 刘建华.西南交通大学 2016
[2]螺纹联接松动机理研究[D]. 侯世远.北京理工大学 2015
[3]新型反应堆压力容器三维瞬态密封分析程序系统研制[D]. 杜雪松.重庆大学 2006

硕士论文
[1]横向激励下螺栓特殊连接形式对其松动的影响研究[D]. 王长科.西南交通大学 2017
[2]三种螺纹连接结构在剪切激励作用下的松动行为研究[D]. 李荆.西南交通大学 2017
[3]反应堆压力容器金属C形密封环数值模拟与实验研究[D]. 李文静.浙江工业大学 2016
[4]压下螺母局部刚度及承载特性研究[D]. 刘永锋.太原科技大学 2016
[5]轴向载荷作用下钢/钢螺纹联接的松动行为研究及数值模拟[D]. 于泽通.西南交通大学 2015
[6]反应堆压力容器模拟体三维瞬态耦合密封分析[D]. 徐铭宇.重庆大学 2004
[7]核电站反应堆压力容器冷热态密封分析[D]. 杭华江.重庆大学 2003



本文编号：3039610