MTM的柔性石墨密封垫片螺栓法兰接头的完整性分析

发布时间：2017-03-28 14:04

  本文关键词：MTM的柔性石墨密封垫片螺栓法兰接头的完整性分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：20世纪70年代,金属与金属接触型(MTM)垫片的优点逐渐凸现出来,解决了许多传统垫片难以应付的问题。柔性石墨密封垫片是其中的一种典型垫片,因其材料和结构显著优良的性能,逐步推广应用于核电、火力发电等对密封有特殊要求的场合。本文针对近年热点垫片——柔性石墨密封垫片及其螺栓法兰接头从结构完整性的角度进行了模拟分析。主要研究内容如下： 首先,依据金属与金属接触型垫片的基本原理,利用有限元软件(?)NSYS对柔性石墨密封垫片建立二维轴对称模型,对理想试验中不同压缩载荷,温度,内压等组合条件下的柔性石墨密封垫片进行计算。分析了垫片金属环内部的应力状态及其随参数的变化规律； 其次,根据柔性石墨密封垫片的结构特点,以ASME B16.5的NPS4Class1500标准法兰为例,建立接头的三维有限元模型,研究内压,螺栓预紧力,弯矩等对接头的影响。得到了垫片的应力分布规律； 第三,按应力分析设计方法评定了法兰的应力强度；按螺栓的弯曲应力和拉伸应力提出了螺栓的失效判据； 第四,研究了直接影响金属与金属接触面积的法兰几何参数(法兰突台外径)对接头性能的影响。较小的法兰突台外径可使接头有较好的密封性能,较大的法兰突台外径可使垫片有较大的承载能力。 分析结果为柔性石墨密封垫片的生产、制造、使用提供了参考。
【关键词】：金属与金属接触 柔性石墨 法兰接头 弯矩 有限元
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH136
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外对金属与金属接触垫片的研究现状10-11
• 1.3 国内外对外弯矩问题的研究现状11-12
• 1.4 存在的问题12
• 1.5 本文主要研究内容12-14
• 第2章 柔性石墨密封垫片内部应力分布规律14-26
• 2.1 石墨密封垫片压缩回弹试验14-16
• 2.1.1 试验设备14-15
• 2.1.2 试验试样15
• 2.1.3 试验过程15-16
• 2.2 柔性石墨密封垫片的结构形式和MTM的基本原理16
• 2.3 柔性石墨密封垫片有限元建模16-18
• 2.4 柔性石墨密封垫片有限元结果分析18-26
• 2.4.1 试验压缩过程中柔性石墨密封垫片各部分的应力状态18-21
• 2.4.2 内压对柔性石墨密封垫片内部应力状态的影响21-23
• 2.4.3 内环尺寸参数对柔性石墨密封垫片应力状态的影响23
• 2.4.4 温度对柔性石墨密封垫片应力状态的影响23-26
• 第3章 预紧和操作工况下柔性石墨密封垫片螺栓法兰接头性能分析26-38
• 3.1 密封机理26
• 3.2 法兰结构与计算参数26-28
• 3.3 法兰接头有限元模型建立28-29
• 3.3.1 模型建立28-29
• 3.3.2 边界条件29
• 3.3.3 加载29
• 3.4 计算结果分析29-38
• 3.4.1 法兰强度评定29-33
• 3.4.2 螺栓强度评定33-34
• 3.4.3 垫片应力分布34-38
• 第4章 受外弯矩作用的柔性石墨密封垫片螺栓法兰接头的性能分析38-54
• 4.1 外弯矩的计算38-40
• 4.2 承受外弯矩法兰接头有限元模型40
• 4.3 有限元结果分析40-54
• 4.3.1 螺栓载荷40-42
• 4.3.2 垫片应力分布42-48
• 4.3.3 法兰转角48-49
• 4.3.4 法兰强度判定49-52
• 4.3.5 螺栓强度判定52-54
• 第5章 金属与金属接触面积相关几何参数的分析54-61
• 5.1 金属与金属接触型螺栓法兰接头影响参数54
• 5.2 求解方案54
• 5.3 计算结果分析54-61
• 5.3.1 接触宽度对垫片轴向力的影响54-55
• 5.3.2 接触宽度对垫片径向力的影响55-56
• 5.3.3 接触宽度对垫片周向力的影响56-57
• 5.3.4 接触宽度对金属环轴向力的影响57-61
• 第6章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：272393