热采井口装置螺栓的蠕变及应力松弛规律研究

针对热采井口装置用螺栓在现场工况下的应力松弛现象展开实验研究,分别进行了常、高温拉伸试验,蠕变实验和应力松弛试验.通过对比研究发现螺栓材料在高温下强度降低,塑性增加;在初始应力下蠕变变形明显,从原理上解释了螺栓松弛出现应力松弛的原因;通过应力松弛试验可以发现螺栓在现场工况下会产生明显的应力松弛,根据应力松弛实验数据拟合...     

高温下螺栓法兰联接密封结构三维数值分析

采用有限元法对高温下螺栓法兰联接密封结构进行三维数值分析。分析结果表明,在稳态温度场下,螺栓法兰联接密封结构在内压作用下垫片应力降低,随着温度的升高,法兰转角增大,垫片应力持续减小;在螺栓预紧力、内压以及温度载荷的作用下,螺栓法兰联接密封结构的螺栓应力、垫片平均应力以及法兰转角基本呈线性变化。     

四代核电高温螺栓松弛设计方法

针对四代核电螺栓高温、重载、长期的设计需求,提出一种基于Norton-Bailey本构的四代核电高温螺栓松弛设计方法 (N-BBD)。该方法基于Norton-Bailey蠕变本构,推导螺栓的应力松弛模型,并以两端取对数法对Norton-Bailey本构参数进行识别,从而建立起螺栓应力松弛模型。以某螺栓设计方案为例,对不同预紧载荷的影响进行分析。结果表明,基于Norton-Bailey本构的松弛模型可有效预测高温、应力等长期作用下螺栓的剩余应力,施加不同初始预紧载荷,经过长时间使用剩余应力值相同,其松弛极限应力与初应力无关。     

超超临界机组中压调门Inconel783合金螺栓断裂的原因

某超超临界机组中压调门Inconel783合金螺栓在高温高压条件下服役时发生断裂。采用宏观检查、显微组织分析、力学性能测试以及物相分析等方法研究了螺栓的断裂原因。结果表明:该螺栓断裂性质为应力加速晶界氧化脆性断裂。螺栓热处理不当导致奥氏体晶界不连续,未生成连续的β-AlNi相;当在高温高应力环境下服役时,氧在应力的作用下沿晶界快速扩散,导致晶界脆化而萌生沿晶裂纹,裂纹扩展导致螺栓断裂。     

高温下螺栓-法兰-垫片系统密封性能研究

温度和内压载荷对螺栓法兰连接的密封性能有着显著的影响。采用有限元技术,对DN100mm,PN40 MPa的管法兰连接进行了热及结构分析,探讨了高温稳态工况下法兰、垫片和螺栓的温度分布,分析了预紧、加压和升温后的螺栓以及垫片的应力变化。结果表明,法兰、螺栓以及垫片沿径向存在温度梯度;内压作用后垫片应力明显降低;升温后垫片外侧应力减小,内侧应力增大;加压及升温后螺栓应力均增大。     

高温法兰密封接头的可靠性分析

长期工作在高温下的螺栓法兰接头，由于密封垫片和螺栓的蠕变松弛，使得垫片上的残余应力逐渐减小，法兰接头的密封可靠性逐渐降低，并最终导致泄漏失效。在考虑垫片和螺栓蠕变的基础上，对法兰连接系统进行变形协调分析，建立了高温下法兰接头的变形协调方程，进而导出了泄漏率的极限方程；通过与法兰强度、螺栓强度的极限方程相结合，得出了利用Monte Carlo法计算高温螺栓法兰接头可靠度的方法，并给出了计算实例。     

某型燃气轮机连接螺栓断裂故障原因分析

本文阐述了某型燃气轮机运行过程中出现的连接螺栓断裂故障,从断口分析、化学成分分析、设计复查、有限元计算等方面对螺栓的断裂原因进行分析,最终确定故障原因为管路与相配件在高温下出现卡死现象,失去了调节管路轴向长度的功能,对螺栓施加的剪切应力超出了螺栓的应力极限导致螺栓断裂。     

汽轮机螺栓材料高温拉伸应力松弛性能研究

应用高温蠕变试验机对几种汽轮机螺栓材料进行应力水平试验,可为材料选择及初始应力确定提供参考和依据,并得到了所需的松驰应力数据.     

转盘轴承螺栓连接特性分析

分析了转盘轴承连接螺栓的应力变形特性,推导出载荷正弦分布,连接螺栓圆周均布条件下的最大应力方程;对比螺栓应力试验测试值与理论计算值,并说明了在实际应用中将影响到连接螺栓应力的其他因素.     

基于有限元计算的汽缸紧固螺栓应力分布研究

某电厂新建机组中压外缸螺栓在168试运行过程中发生断裂,并有多条螺栓的螺纹处产生裂纹。失效分析认为该螺栓基本属于轴向大应力脆性断裂,为分析螺栓受力情况,采用有限元的方法对螺栓螺纹及螺柱的受力状况进行计算。为得到较高的精度,采用全螺纹、精细分网模型进行计算,结果表明螺纹的受力与螺柱内平均应力及螺栓材料的应力应变曲线有紧密联系;接触的前3阶螺纹承受的应力较大,最大应力约为螺杆平均应力的2. 5倍,工况下达到了屈服强度的82. 8%,往后各阶螺纹应力逐步递减;对螺栓加载过程进行了模拟,发现应力水平受加载历史影响。结合螺栓服役条件,认为本次螺栓裂纹与安全裕度不足有关,在附加应力的影响下造成螺栓开裂失效。     

考虑高温蠕变的螺栓和法兰材料的选配*

螺栓和法兰材料的选择是影响螺栓法兰接头密封性能的重要因素,特别是在高温条件下服役,螺栓法兰发生蠕变的情况下。分别选择法兰蠕变速率大于螺栓蠕变速率以及小于螺栓蠕变速率的两组配合方式,通过传热分析、热-结构耦合分析以及高温蠕变分析,对比研究其密封性能。结果表明:螺栓蠕变和法兰蠕变都会引起螺栓应力重新分配,随着时间延长螺栓蠕变的累积会导致螺栓截面应力越来越均匀;但法兰蠕变的累积会降低法兰刚度,致使偏转角增大进而导致螺栓内外侧受力相差越来越大;法兰蠕变速率越大,法兰整体刚度下降越快,法兰服役周期越短,因此选择高温服役的螺栓法兰接头材料时,选取的法兰材料蠕变速率不能太大,且抗蠕变性能要比螺栓材料强。     

高温阀门密封螺栓预紧力的计算

高温阀门的法兰密封是靠螺栓预紧时产生的弹性力压紧垫片来达到的。阀门在常温下装配预紧后,投入到高温环境中使用。随着温度的上升密封件材料的物理性能和机械性能都将发生变化,如发生蠕变和应力松驰等现象,从而影响法兰的密封性。因此,在确定螺栓预紧力时,尤其是对在高温下长期使用的阀门或在     

混凝土搅拌机拖行轮胎螺栓材质的研究

某型搅拌机拖行轮胎螺栓设计规格M16×1.5,材料为45钢调质.在满足拖行安全的前提下,将拖行螺栓材质改为20钢.该拖行轮胎螺栓为铰制孔预紧螺栓.根据设计手册,结合螺栓拖行工况,应对螺栓进行匀速拖行时横向载荷下螺栓的剪切应力和螺杆与铰制孔壁接触面的挤压应力设计计算与在紧急制动时横向载荷下螺栓的剪切应力设计计算.设计计算结果是,匀速拖行时横向载荷下螺栓的剪切强度安全系数为6.8;螺杆与铰制孔壁接触面的挤压应力安全系数42.9;紧急制动时螺栓的剪切强度安全系数为1.04.即采用20钢不渗碳调质作搅拌机轮胎螺栓材质能满足拖行的安全要求.研究成果既有效地满足了用户需求,又为工厂和国家增加了可观的经济效益.     

低温BOG压缩机气缸螺栓预紧研究

采用有限元方法对BOG压缩机气缸螺栓进行了模拟计算,得到了预紧螺栓在压力、温度载荷作用下的应力和接触状态.分析了材料属性、预紧力矩值、螺栓排列方式及螺栓个数等对螺栓连接性能的影响.研究结果表明,当气缸和缸盖采用奥氏体不锈钢材料时预紧力矩应比常温下取得大,而采用Ni35时常温下的预紧力矩即可以满足要求;预紧力矩取值越大,被连接件结合越紧密,但同时螺栓的应力也越大;螺栓排列越靠气缸内侧时,所需预紧力越小;而螺栓个数的选取应兼顾气缸密封状态和螺栓应力状态.     

氢气预热器连接螺栓失效分析及解决对策

从断口宏观特征、材质、断口电镜形貌以及微观组织等方面对发生断裂的氢气预热器连接螺栓进行了分析，结果表明，螺栓断口腐蚀产物为单纯的FeS晶粒。根据高温硫腐蚀机理分析，确定该连接螺栓的断裂是一起典型的高温硫环境下的应力腐蚀开裂失效案例，主要是由于工作介质中含有硫化氢或者硫蒸汽所致。建议提高材料等级，采用0Cr18Ni10Ti不锈钢螺栓，以解决腐蚀问题。     

基于ANSYS的被联件刚性对螺栓强度影响的研究

为研究螺栓强度的影响因素,以某工程机械安装螺栓及其被联接件为例,利用有限元软件ANSYS进行仿真分析,计算了不同被联接件刚度下螺栓的应力、应力幅,并结合应力试验,验证了所建立的有限元模型的准确性和适用性,再通过疲劳试验验证了螺栓所受应力幅与其疲劳寿命的对应关系.结果表明:被联接件刚度越好,螺栓所受应力幅越小,其疲劳强度越小,疲劳寿命越长.     

外弯矩和元件蠕变对螺栓法兰连接力学性能的影响

在考虑连接结构承受外弯矩作用和螺栓、法兰及垫片蠕变的基础上,建立高温螺栓法兰连接结构的变形协调分析方程,采用解析方法研究连接结构承受外弯矩和蠕变对连接结构力学行为的影响。结果表明,外弯矩作用下,受拉侧的法兰转角增大,螺栓伸长量减小,垫片应力增大;受压侧的情况则相反。在相同的工作条件下,考虑蠕变时,温度越高,法兰转角、法兰变形量和垫片应力减小幅度越大。外弯矩引起的垫片受拉侧应力下降和元件的蠕变是连接结构密封失效的重要原因。     

螺距误差下的螺纹副应力分布及其对装配预紧力的影响研究

螺栓连接结构中的螺纹副和端面接触应力分布规律对装配预紧力以及连接可靠性起着关键的作用,螺纹加工过程中所产生的螺距误差使理想条件下的接触应力发生变化,其导致的螺牙啮合顺序变化不仅会影响螺纹副的应力分布还会对端面的应力分布产生影响,使螺栓拧紧过程中的扭矩与预紧力关系也随之发生变化.针对上述现象,以M10螺栓连接为例,建立了考虑螺距误差下的螺牙啮合理论模型,揭示了应力重分布的产生机理;建立了全参数化的螺栓拧紧过程三维有限元模型,分析了不同的螺距误差分布模式对螺纹副应力、端面应力以及螺栓装配预紧力的影响规律,并通过对内外螺距的选配实现了螺纹副应力均匀分布.最后,通过单螺栓拧紧实验建立了螺距误差与螺纹摩擦扭矩、端面摩擦扭矩以及螺栓预紧力的关联关系,验证了仿真模型以及上述理论的准确性.     

汽轮机紧固件淬火裂纹分析及改进措施

作为汽轮机紧固件,螺栓主要是承受拉应力,在应力松弛和高温长时间的应力集中条件下工作;同时由于与被联结部分不同的膨胀量或微小的不同心度,也能引起很大的弯曲应力。因此要求材料具有高的抗松弛能力、足够的强度、低的缺口敏感性,以及在高温工作时具有一定的持久强度和高温塑性,并且不允许出现淬火裂纹。     

某机载雷达螺栓断裂原因分析

在某机载雷达的可靠性鉴定试验中,连接雷达与可靠性试验工装的螺栓发生了断裂.文中通过螺栓断口形貌观察、螺栓化学成分检验及螺栓金相组织检验等,对断裂螺栓进行了全面的分析,并通过有限元仿真模拟了该雷达在可靠性试验工况下断裂螺栓的应力分布.结果表明,断裂螺栓的化学成分及金相结构符合标准要求.螺栓断裂的主要原因是安装螺栓时施加的...