新型高压密封D形轴向抗剪螺栓联接技术

提出一种高压密封抗剪螺拴联接新技术。与现有的一般轴向抗剪螺拴和扁平螺拴焊接结构不同的是，新型螺拴截面形状采用D形，装拆顶盖时无需将D形螺拴单独卸下，只需将其旋转90℃即可，大大节省了装拆时间，降低了装拆难度。由于具有许多优点，该技术可应用于各种压力容器端盖密封装置。     

新型D形螺栓U形管式换热器结构改进

提出将现有螺纹锁紧环U形管式换热器管箱端盖上的锁紧环梯形螺纹用一组D形螺栓连接替代,并将原螺纹锁紧环与管箱盖板合为一平顶盖的新型端盖结构,使得该换热器装拆方便、制造简单且重量减轻。此外,还对D形螺栓、筒体端部及平顶盖进行了强度分析,并将其与原结构进行了简单比较。     

新型径向C型环高压密封装置及其强度设计

本文介绍了经作者改进的一种新型高压容器端盖密封装置的基本结构原理和特点，并作了强度分析和设计计算。通过分析计算表明该结构承力合理、结构简单、紧凑、装拆方便，具有密封单独预紧和调节功能以及密封环介质自紧作用等特点。而且能适用于各种大、中、小型高压或超高压容器的端盖密封。     

连接法兰的螺栓端部力方程

一、引言在石油、化工、反应堆工程中应用的压力容器,其封头和容器的连接广泛采用封头法兰—螺栓、螺帽、垫片—密封垫圈—容器法兰的结构型式(以下称连接系统)。螺栓在这种结构中的作用是将封头和容器连接成整体,对密封垫圈施加密封载荷,保证容器的密封性,以实现可拆的密封连接结构。螺栓在连接系统中受到拉伸、弯曲、扭转等多种载荷,其中螺栓的弯曲是螺栓静强度、疲劳,断裂分析中必须考虑的载荷。在实际工程中,通常比较容易由理论分析或试验测量得     

螺栓连接结构的一种简化数值模拟方法

螺栓连接广泛存在于航空、航天以及武器等工程实际结构中。对剪切式8.8级准6螺栓螺栓连接结构,利用50t结构试验机,研究一种典型螺栓连接结构的非线性静力学行为。实验设计了整体对比试验件、研究型试验件,其中整体对比试验件用于分析、量化试验及材料性能的分散性及消除端部效应,研究型试验件用于研究螺栓连接结构的非线性静力学行为及非线性力-位移内蕴关系。通过实验研究,初步建立剪切式螺栓连接件唯象等效模型,将获得该模型推广应用至一种典型螺栓连接结构的连接单元简化数值模型。最后,将螺栓连接结构简化计算结果同试验、精细模型结果进行了对比分析,验证了使用连接单元对螺栓连接结构进行简化有限元数值模拟的有效性。     

抗拉弯剪螺栓连接节点的节点端板厚度计算比较

通过实例进行计算比较,说明撬力在抗拉弯剪螺栓节点设计中对端板厚度取值的影响和意义。     

基于有限元法的螺栓连接结构模态参数识别

通过有限元预紧力单元模拟螺栓预紧力的方法计算量较大,不太适合大型螺栓连接结构的工程计算。基于有限元软件MSC./Patran,将螺栓连接结构视为层单元,应用层单元法和多点约束技术对典型的L形螺栓连接结构建立了有限元模型,并完成了模态分析,将模态计算结果与完全刚性连接的一体化简化模型的模态分析结果及实际结构的模态实验结果进行了比较。研究表明,该方法的计算结果与实验结果较一致,且计算量小,为有预紧力作用下螺栓连接结构的有限元计算提供了准确可靠的计算方法。     

螺栓松动应变频响模型修正识别方法

为了有效识别工程结构中的螺栓连接松动，防范结构连接失效风险，以应变频响函数（SFRF）作为响应特征指标，提出了一种基于模型修正思想的螺栓连接结构松动识别方法。对含4个螺栓连接的搭接板结构，采用薄层单元描述螺栓连接，分别提取仿真模型和松动损伤结构模型螺栓连接位置的应变频响曲线，拾取频响曲线的特征点并构造目标函数。采用拉丁超立方抽样和径向基函数近似方法，构造了连接参数和目标函数之间的代理模型关系。基于模型修正思想，采用遗传算法对目标函数进行优化，识别模型中连接参数值。通过比较模型的初始连接参数和识别出的参数值，可定量描述结构松动损伤。数值算例结果表明，薄层单元有限元建模方式能较准确地模拟螺栓连接特性，使用代理模型可提高搜索效率，能有效识别螺栓连接结构的松动程度。     

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.     

含预埋件层合板螺栓连接结构剪切性能的试验研究

层合板螺栓连接的设计是结构设计过程中必不可少的重要环节,为对比分析含预埋件层合板螺栓连接结构与无预埋件层合板螺栓连接结构剪切性能的差异,以及含不同预埋件层合板螺栓连接结构剪切性能的优略,根据ASTM D-5961标准设计相应的试验件,进行不同层合板螺栓连接结构剪切性能测试。结果表明:含预埋件的连接结构的承载能力较强,尤其是钢板预埋件的连接结构,其承载能力约为其他两种连接形式的2倍;含套筒预埋件层合板螺栓连接结构的强度数值偏差最小,即性能更稳定。     

基于等效模型的铰制孔螺栓力学设计与优化

文中在常规有限元仿真基础上,引入螺栓轴向刚度与剪切刚度,建立了包含简化螺栓模型的系统级有限元模型.通过仿真获得了螺栓的轴向载荷与剪切载荷,计算结果表明,不同螺栓的初始载荷分布严重不均衡.以螺栓轴向载荷方差最小为目标,针对螺栓布局开展优化.优化后的结果表明,螺栓最大承载降低了29.5％,螺栓强度、寿命均满足设计要求.相较...     

基于多目标遗传算法的汽车起重机回转支承螺栓组联接优化设计

基于汽车起重机回转支承螺栓组的设计特点,建立了解决该类问题的螺栓组布局方案和非线性约束多目标优化数学模型。采用NSGA-II算法,对连接螺栓布置、设计参数进行了优化,验证了多目标优化模型的正确性和实用性,并实现了多方案设计,为螺栓的优化设计与决策奠定了基础,为杜绝螺栓疲劳断裂的安全隐患提供了解决方案。     

吊装孔螺栓-法兰-垫片结构的泄漏率预测及参数优化

吊装孔是船舶舱室等设备结构的重要贯穿件之一,也是主要的泄漏源之一,因此有必要开展吊装孔螺栓-法兰-垫片密封结构的泄漏率预测和控制开展研究.将接触界面视作复杂微孔结构,基于多孔介质渗流理论确定了接触界面微孔结构及其变形与气体输运之间的定量关系,构建接触密封泄漏率机制模型.该模型综合考虑微观接触界面流动分析与宏观结构力学分...     

法兰密封中螺栓与螺栓孔的传热学模型建立

建立法兰密封中螺栓与螺栓孔的传热学模型,将辐射换热、对流换热、导热转化为螺栓与螺栓孔间空气层的当量导热,计算了不同规格螺栓在不同温度下的当量导热系数,结果表明:对所有规格的螺栓,空气层的对流换热可以完全忽略;当量导热系数随温度变化是近似线性变化的;导热是主要热传递方式,辐射换热总体比例不超过35%。     

变自由度螺栓夹紧机构设计及试验研究

为解决水下石油管道法兰连接机具20个螺栓的夹紧定位难题,运用变自由度机构构型设计方法,设计了变自由度螺栓夹紧定位机构,并对其不同工作阶段的不同功能结构进行分析,实现了成组螺栓的夹紧与释放。运用动力学仿真软件ADAMS建立螺栓夹紧机构的多体动力学模型,并对螺栓的夹紧过程进行动力学仿真,得到各螺栓的受力曲线,仿真结果表明,成组螺栓受力均匀,满足螺栓夹紧定位需求。研制了螺栓夹紧机构试验样机,进行了螺栓夹紧定位与释放试验,结果表明,螺栓夹紧机构能可靠地夹紧与释放螺栓,并能保证成组螺栓的定位精度,螺栓能成功引入螺母,验证了螺栓夹紧机构设计的合理性。     

桥梁钢结构高强度螺栓组连接设计

分析了桥梁钢结构中高强度螺栓的机械性能、拧紧力矩、摩擦面间传递的作用力及摩擦系数,针对高强度螺栓受力参数进行了分析计算,分别以结构件材料的屈服极限σs和结构件所受轴向力P作为高强度螺栓组设计和计算的依据,在保证高强度螺栓联接所能产生的强度与钢板母材的屈服极限σs强度相当,即连接结构的强度匹配的前提下,对高强度螺栓联接进行设计计算。采用此方法进行的高强度螺栓组联接设计更为合理,在实际生产运行中稳定可靠。     

基于ANSYS的三维螺栓联接静强度分析

应用有限元软件ANSYS workbench,建立螺栓联接三维有限元模型,采用对比的方法对某扶梯驱动机座连接螺栓进行了失效分析。该分体式螺栓在螺杆旋入T形头方向上的第一圈旋合螺纹牙根存在较大的应力,是整个联接的薄弱环节。有限元分析定量证实了不合理的螺栓分体式结构设计、螺纹联接旋合长度不足以及安装过程中预紧力控制不当造成了螺纹压溃拔出螺栓头,是螺栓的主要失效形式,与破坏性试验相吻合。     

水下管道法兰连接扳手系统的仿真研究

运用ADAMS动力学仿真软件,建立水下管道法兰连接扳手系统的多体动力学模型,并对该扳手系统作业过程进行动力学仿真研究。分析螺栓在预紧状态和操作状态下的受力状态,采用Water法建立螺栓受力方程,得到螺栓的设计载荷。对扳手系统的运动过程进行分析,将模型运动划分为匀速进给、变形和扳手拉伸三阶段模型,并分别对三阶段模型进行仿真,得到在拧紧过程中螺栓、螺母、扳手和垫片的速度、受力、变形曲线。仿真结果验证扳手系统机构本体设计的合理性,对水下管道法兰连接扳手系统的研制具有重要意义。     

法兰密封系统螺栓加载方式试验研究

均匀的螺栓载荷对法兰密封性能有极为重要的意义,由于螺栓间存在弹性交互作用,采用扭矩增量控制法按一定加载顺序加载才能降低螺栓载荷离散程度。试验研究了ASMEPCC-1传统的加载方法（LEGACY方法）和JISB2251加载方法在DNl00法兰8螺栓结构中的加载规律,以及载荷渐增顺次螺栓加载方法。采用应变片和应变仪实时监测螺栓载荷,采用力矩扳手加载。结果表明,ASME传统加载方法较为繁琐,JISB2251加载方法效率高且不易出错;以扭矩增量控制法顺次加载也能获得均匀的螺栓载荷;在保证充足预紧轮次的情况下,加载方式对最终螺栓载荷的离散程度影响不大,最后以目标载荷顺次加载几轮非常有必要。     

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。