爆炸容器法兰结构的有限元计算分析

利用ANSYS有限元分析软件,对法兰结构进行三维有限元计算,并采用对比试验验证了数值模拟的可靠性。数值计算给出了容器筒体发生塑性变形时法兰连接结构的详细的应力情况,得到以下结论：法兰张角是法兰系统整体强度和刚度的直观反映,可作为表示法兰失效的量化参数;法兰连接结构的最大应力出现在螺栓内侧及螺栓孔外侧靠筒体处;法兰环厚度是引起法兰结构受力变化最敏感的法兰尺寸,锥颈的宽度和法兰外径相对于法兰环厚度的变化对法兰强度的影响要小得多;螺栓孔中螺栓的位置和螺栓预紧力对孔周围的受力情况影响很大。这些结论为后续爆炸容器法兰结构设计及开展相关试验提供了可靠依据。     

爆炸容器法兰变形试验研究与数值模拟

通过对爆炸容器法兰在准静态压力作用下的应力分布和变形情况的试验研究和数值模拟,得出如下结论：螺栓载荷和容器内压联合作用下的法兰产生偏转和翘曲变形,使得法兰结构应力和变形分布不均;改变法兰关键尺寸,如法兰环厚度、法兰外径、毂的长度等参数,对法兰变形的影响程度不同,其中改变法兰环厚度对法兰变形的影响更为显著。     

阀门环形螺栓组装配工艺有限元仿真

针对航天某系阀门环形法兰螺栓组装配的工艺,建立阀门环形法兰三维模型,确立阀门法兰仿真的边界条件,通过对阀门法兰有限元仿真,分析了阀门法兰依次装配、对角装配及同时装配时阀门法兰的应力和变形,得出了阀门环形法兰螺栓组装配的优化方案。     

压缩机管道法兰泄漏的有限元分析

往复压缩机管道法兰泄漏分析,是压缩机管道分析中的一个挑战性问题。使用ANSYS有限元程序进行管道法兰泄漏分析的一般过程,包括使用法兰螺栓预紧力单元和法兰面接触单元,并研究了法兰螺栓预紧力大小对法兰泄漏和法兰应力的影响,为进行压缩机管道法兰泄漏分析提供了技术参考。     

螺栓法兰连接的失效案例分析及有关进展的讨论

根据2010年在英国机械工程师学会专题讨论会上介绍的法兰失效案例,简要讨论了螺栓法兰连接设计中应注意的问题,并介绍近期紧凑法兰和螺栓法兰连接标准的一些进展。为了防止法兰密封面泄漏,对重要法兰应进行实际螺栓载荷下的整体塑性变形分析。     

高温下法兰系统温度分布及螺栓载荷变化

建立了高温下法兰-螺栓-垫片实验装置,采用热电偶测量温度,并采用中温应变片测量螺栓载荷,试验研究不同法兰内壁温度下,各组件的温度分布以及螺栓载荷的变化规律;同时,建立了与试验工况相同的高温法兰稳态热-结构耦合有限元模拟模型,利用试验数据对模拟结果进行了验证。结果表明,高温下沿法兰内壁至法兰外沿会形成明显的温度梯度。法兰内壁、法兰外壁、螺栓、法兰外沿4个位置的温度依次降低。在本试验的法兰、螺栓及垫片属性下,随着法兰内壁温度升高,螺栓载荷降低,且载荷的均匀程度也降低。试验结果与数值模拟结果表明,采用有限元模型研究高温下法兰密封性能是可行的。     

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。     

核电站不同型式高温法兰及密封计算分析研究

针对某基于ASME标准设计的核电站反应堆压力容器双道金属密封高温法兰的设计需求,给出两种不同结构型式的高温法兰(FF和RF型法兰)的密封预紧载荷和法兰受力校核的计算方法,并对两种不同结构型式法兰的密封螺栓预紧力、螺栓截面、法兰受力等计算结果进行分析比较;另外考虑了高温和低温法兰设计的区别、有无外载荷以及不同密封形式的影响,分别进行了考虑高温、外载荷存在和双道金属线密封的法兰螺栓计算的优化,其设计理念、计算方法可供核电站用其他高温法兰借鉴。     

双凸形法兰的锻造

工程机械驱动桥主传动输入法兰,大多为端部法兰,因其径向尺寸与轴向尺寸(即宽度)大小悬殊,大端很有点像凸轮缘,故这类法兰又俗称凸缘。依据大端凸缘的形状特征,法兰又分为圆形法兰、四耳形法兰和双凸形法兰等多种。无论哪一种法兰,只要其凸缘处具有很高的锻造比,且两端径向尺寸大小悬殊,一般都难以锻出较理想的坯件,特别是双凸形法兰。下面以ZL30G法     

法兰盘弯卷机构的改进与设计

法兰是一种常用的联接件,弯卷法是法兰最经济的加工方法。本文讨论了一种法兰弯卷机构,并对其进行改进与设计,实现了法兰加工时的连续进料,边弯卷边顶出边剪切,大大提高了法兰的生产效率。     

承压设备带压密封局部法兰夹具设计

简述了带压密封技术的基本原理、承压设备法兰夹具的2个基本作用和8项设计准则。以弯曲梁的有力矩理论为基础,建立了局部法兰夹具的厚度计算公式。论述了承压设备带压密封局部法兰夹具设计步骤:泄漏介质勘测;泄漏法兰的勘测;局部法兰夹具结构设计、增强密封结构设计、厚度设计及夹具材料选择。     

基于APDL的柔性减振法兰盘的参数化设计

研究了柔性减振法兰盘的参数化设计问题，基于ANSYS的参数化编程语言APDL，开发了面向振动问题的法兰盘参数化设计程序。应用程序对典型法兰盘进行参数化设计，不仅解决了法兰盘在工作过程中的振动问题，还为其他同类产品的设计开发提供了有效的工具。     

基于VBA的法兰带压密封夹具设计

针对压力容器和管道法兰带压密封夹具设计中存在的难点，以弯曲梁理论为基础，建立了法兰夹具力学模型，推导出了更接近实际的夹具强度计算公式。依据泄漏介质温度、压力、法兰外周长、法兰副的连接间隙、连接螺栓的个数、夹具材料的许用应力及夹具强度计算公式，采用VBA编制了夹具设计智能化软件。应用实例证明了该软件的实用性和易用性，初步实现了压力容器和管道法兰夹具设计的智能化。     

基于有限元方法的支承法兰盘结构优化研究

重载变速箱支承法兰盘的结构设计对节约成本、减小箱体整体重量有着重要的影响。基于支承法兰盘的结构特征,通过目标函数的建立、设计变量的选取以及约束条件的确定建立了优化设计的有限元模型,并对法兰盘进行了静力分析。在结构轻量化的目标下,通过对法兰盘进行优化分析,得到了法兰盘安全、可靠的结构最优尺寸,减少了材料的使用。对优化后的模型进行了安全校核,验证其完全满足设计要求。该分析方法对法兰盘结构尺寸的优化具有一定的参考作用。     

基于Pro/Toolkit的法兰参数化系统设计

法兰自动化生产线上,需要将加工模型导入CAM软件系统中,应建立法兰的三维参数化模型.在Visual C＋＋6.0的编译环境下,利用Pro/E自带的二次开发工具,Pro/Toolkit的强大功能建立法兰参数化设计系统,可以快速实现各种型号法兰三维模型的建立.     

基于轴流泵间隙流动的新水力设计方法

轴流泵叶轮轮毂与轮缘处间隙流动及边界层对轴流泵性能的影响很大,应用Numeca及Flu-ent等软件对轴流泵叶轮轮缘间隙中的流动进行数值模拟,根据流动模拟结果对叶轮叶片型线及轮毂、轮缘处的叶型设计进行修正,使其速度-压力分布比较理想,并提出了基于间隙流动的轴流泵水力设计方法,这种新的水力设计方法有利于改进轮缘和轮毂处边界层以及轮缘间隙中的流动,达到提高轴流泵效率的目的。     

压力容器设备法兰的优化设计

基于满应力设计原则对某中压设备的设备法兰进行优化设计.通过对法兰环和锥颈尺寸的调整使法兰达到三项应力均接近相应的许用应力,从而获得结构紧凑、受力合理、密封可靠的连接.     

压力容器法兰设计中常见问题的探讨

压力容器广泛使用在石油化工、炼油、化肥、制药、轻工及原子能等行业中。在压力容器中,法兰是必不可少的重要联接部件,是用得最广泛的受压元件之一。压力容器法兰,由于其结构的特殊性,我们在法兰设计中往往会遇到一些问题。就压力容器法兰设计中常见的问题作一探讨,并给出一些建议和解决的方法,供设计参考。     

高温螺栓法兰连接研究进展

工作在高温下的螺栓法兰连接系统,由于温度对材料变形和老化的作用,其密封要比常温下困难得多,因而温度成了影响法兰连接系统设计、使用和维护过程中不可忽视的一项重要因素。本文介绍了高温法兰连接系统的国内外研究状况,包括试验装置与测试方法、垫片高温性能研究、法兰及法兰—螺栓连接系统的分析。