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深海油气管道连接器密封机理与多目标优化研究

发布时间:2018-01-04 18:30

  本文关键词:深海油气管道连接器密封机理与多目标优化研究 出处:《天然气工业》2016年08期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:深海油气管道连接器的结构参数直接影响其密封性能,因而对连接器进行密封机理分析与结构参数优化研究具有重要的意义。为此,首先分析了金属接触静密封的形成机理,建立了连接器形成可靠密封的临界条件;基于接触力学推导出临界弹塑性接触压力均值的计算公式,并计算出219 mm连接器的临界值为370 MPa;应用ANSYS参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language,APDL),对连接器的结构参数进行了灵敏度分析,确定了影响密封性能的5个关键结构参数。进而以主、次密封面上的接触压力方差为2个目标,以主、次密封面上的接触压力均值和最大塑性应变为约束变量,运用多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm,MOGA)对连接器进行了优化设计,结果表明:接触压力方差显著减小,接触压力均值大于370 MPa,塑性应变较小。最后对优化前后的深海管道连接器进行了水压和拉伸试验,结果表明:优化之后的连接器承受水压能力大于设计极限压力18 MPa,承受轴向拉力大于7.0×10~5 N。该方法对于其他尺寸深海管道连接器的设计具有参考价值。
[Abstract]:The structure parameters of deep-sea oil and gas pipeline connector directly affect the sealing performance, so it is important to study the analysis and optimization of structure parameters on sealing mechanism of the connector. Therefore, firstly analyzes the formation mechanism of metal contact seal, a connector formed by sealing the critical conditions; contact mechanics formula of critical elastic plastic contact pressure based on mean value, and calculate the critical value of 219 mm connectors 370 MPa; application of ANSYS parametric design language (ANSYS Parametric Design Language, APDL), constitutive parameters on the connector nodes by the sensitivity analysis, the 5 key parameters affecting sealing performance was determined. According to the Lord. The contact pressure variance on the cover for the 2 goal, with the main, the contact pressure on the sealing surface of a mean and maximum plastic strain as constraint variables, using multi-objective genetic algorithm (Mul Ti-Objective Genetic Algorithm, MOGA) of the connector is optimized, the results show that the contact pressure variance decreased significantly, the mean contact pressure greater than 370 MPa, the plastic strain is small. The pressure and tensile test, finally deep pipe connector before and after the optimization results show that the connector after optimization capability of bearing water pressure is greater than the design limit pressure of 18 MPa, under axial tension greater than 7 x 10~5 N. this method has reference value for the design of other dimensions of deepwater pipeline connector.

【作者单位】: 哈尔滨工程大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目“新型海底管道卡压式机械连接器密封机理与多目标优化研究”(编号:51279042)
【分类号】:TE53
【正文快照】: 王立权等.深海油气管道连接器密封机理与多目标优化研究.天然气工业,2016,36(8):116-123.摘要深海油气管道连接器的结构参数直接影响其密封性能,因而对连接器进行密封机理分析与结构参数优化研究具有重要的意义。为此,首先分析了金属接触静密封的形成机理,建立了连接器形成可

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1 张健;二次密封装置密封机理分析[J];油气储运;1999年12期

2 ;[J];;年期



本文编号:1379596

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