承受外弯矩作用的法兰接头紧密性研究

采用三维有限元方法模拟了垫片的非线性特性，计算了外弯矩作用下垫片应力的分布。采用PVRC垫片常数计算了加栽过程接头的紧密性，与Sawa的计算结果相比，相差不大；此外，又提出了卸栽过程接头紧密性的计算方法。     

在稳态温度场中法兰接头的三维有限元分析

利用3-D有限元法模拟了法兰接头的稳态温度场分布,结果表明计算值与实测数据吻合较好。此外,模拟了操作条件下,垫片因蠕变引起减薄的垫片应力分布,并利用垫片应力与紧密性参数之间的关系,评价了垫片应力对法兰接头密封性能的影响。     

外弯矩和蠕变对螺栓法兰连接紧密性的影响

螺栓法兰连接是石油化工机械设备等工业装置中最重要的静密封连接形式之一,其失效的主要原因是泄漏.在考虑垫片的非线性和连接结构部件(法兰、螺栓和垫片)蠕变的基础上,采用ABAQUS软件对承受外弯矩作用的螺栓法兰连接结构进行了三维数值模拟,研究了外弯矩和蠕变对连接结构紧密性的影响.研究结果表明,外弯矩使连接结构垫片应力分布不均匀,蠕变进一步加剧了应力分布的不均匀性并使垫片应力减小;受拉侧垫片应力减小导致了连接结构的泄漏.     

基于Ansys的外弯矩作用下非金属垫片应力场研究

影响螺栓-法兰-垫片连接系统密封性能的因素有很多,其中非金属垫片应力的大小和分布趋势是很重要的因素。对于非金属垫片,由于理论分析的复杂性和试验分析的局限性,不能较真实地反映外弯矩作用下密封垫片应力的分布及变化。本文利用有限元分析软件Ansys,建立了螺栓-法兰-垫片连接系统的有限元模型,分析了外弯矩作用下垫片应力的分布,并将有限元分析结果与PVRC的实验结果做了比较,结果表明:在外弯矩较小的情况下,有限元分析结果与实验结果较吻合。     

弯矩作用下双楔角环垫法兰接头的密封性能

螺栓法兰接头除受管道内压外,还承受外弯矩的作用,且外弯矩导致的变形及转角通常是直接导致法兰接头密封失效的主要原因。为研究外弯矩作用下双楔角环垫法兰接头的密封性能,以某轻量化双楔角环垫法兰接头为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立其有限元模型,分析在外弯矩作用下该轻量化双楔角环垫法兰接头的密封性能。结果表明:弯矩的作用使垫片应力在周向分布不均匀;随着弯矩增加,主、从密封面的最大接触应力也随之增大,环垫主面有效密封宽度明显增加,从面有效密封宽度先小幅下降后增大;随着弯矩的增大,法兰转角也有所增大,轻量化法兰最大偏转角度约为0.005°,远低于ASME规范中要求的0.3°。根据JB 4732对该轻量化双楔角环垫法兰进行应力强度评定,证明其满足使用条件。     

基于ABAQUS的承受外弯矩作用的螺栓法兰连接的参数化研究

以符合GB/T9115.1-2000标准的法兰为例,采用ABAQUS软件对其进行三维数值模拟的参数化研究,研究外弯矩和法兰公称直径对垫片应力及连接泄漏率的影响,确定外弯矩与泄漏率的规律。结果表明,外弯矩使法兰周向应力分布不均匀,随着外弯矩的增大,受拉侧垫片应力减小,单位垫片外周长泄漏率增大;在规定的螺栓载荷作用下,随着法兰公称直径的增大,受拉侧垫片应力增大,单位垫片外周长泄漏率减小。     

考虑垫片非线性时法兰接头性能的三维有限元模拟--法兰接头的应力强度和泄漏过程分析

本文对法兰接头系统建立了有限元模型。利用ANSYS有限元程序 ,详细分析了法兰接头连接系统的强度和紧密性 ,同时分析了接头的泄漏过程。     

外弯矩下螺栓法兰连接紧密性研究

为准确分析螺栓法兰连接系统的紧密性,利用当量内压法﹑当量轴向力法和变形协调方程,研究外弯矩作用下螺栓法兰连接中的垫片压紧应力。分析结果表明:若利用当量内压法来计算,外弯矩等同于内压,相当于增大了系统的内压,但并不能体现出外弯矩作用下垫片应力在螺栓法兰连接系统分布的不均匀性;而利用当量轴向力法来计算,可以体现出整个系统在承受外弯矩作用导致的垫片应力沿管道圆周方向按余弦分布的不均匀性,并且垫片受拉侧和受压侧的压紧应力相差增大,其中受拉侧垫片应力减小,受压侧垫片应力增大,因此螺栓法兰连接的紧密性需重点考虑受拉侧的垫片应力。     

螺栓法兰接头瞬态温度三维有限元分析

建立了螺栓法兰联接的三维力学及传热学模型,在考虑垫片非线性和接触问题的基础上,研究了法兰的瞬态温度场分布以及温度场的变化对垫片和螺栓载荷的影响。研究表明由于瞬态温度场的影响,螺栓载荷变化滞后于垫片载荷的变化并且滞后程度随着内壁温度的升高而增加;垫片外侧载荷呈先升后降的规律。     

法兰连接系统应力分析

建立了法兰连接系统的有限元模型,分析了垫片在预紧作用下和逐渐加内压以及外弯矩情况下的应力场分布。研究表明,垫片应力在预紧力作用下,随着内压的升高,垫片应力沿径向分布趋于不均匀,螺栓具有不容忽视的弯曲应力。数值计算结果与PVRC（美国压力容器委员会）实验进行了比较,两者结果接近。     

外载荷下螺栓法兰接头的研究进展

外载荷是影响螺栓法兰接头性能的重要因素，本文综述了国内外对此的研究情况。     

螺栓法兰金属垫片连接结构的紧密性分析方法

现行金属垫片的设计以垫片系数或线密封比压为依据,主要针对法兰强度问题,而没有定量泄漏和紧密性的概念,因此无法从理论上说明连接是否紧密。在金属垫片变截面泄漏通道的泄漏率计算公式、接触应力分布的解析算法以及连接结构变形协调分析的基础上,建立连接系统的紧密性分析方法。实例分析表明:通过增加垫片应力(即提高螺栓载荷),可降低连接的泄漏率,但当垫片应力水平较高时,效果并不显著。对于密封性要求高的连接,可以采用表面较光滑的垫片。以最大允许泄漏率为设计准则的设计方法与以强度为设计准则的规范设计方法相结合,有可能发展成为一种新的密封连接设计方法。     

螺栓联接法兰瞬态温度场分析

建立了螺栓法兰联接的三维力学及传热学模型,在考虑垫片非线性基础上,研究了法兰的瞬态温度场分布以及温度场的变化,对垫片和螺栓载荷的影响.研究表明,由于瞬态温度场的影响,螺栓载荷变化滞后于垫片载荷的变化,并且随着内壁温度的升高而增加;垫片外侧载荷变化呈先升后降的规律.     

超临界水氧化反应器螺栓法兰连接件的有限元分析

利用ANSYS软件分别对超临界水氧化反应器的法兰连接件在预紧时和操作时的受力和变形情况进行有限元分析。通过对连接系统变形协调方程的确立,对反应器螺栓法兰连接件进行了整体分析和各个部件的单独分析,得到了各个部件的应力分布和变形的规律。