非标法兰连接系统结构设计及应力分析

法兰、垫片、螺栓连接系统是压力容器及管道设计中的重要内容,同时也是工程设计及使用过程中容易出现问题的关键部位.由于工程应用需要,对公称直径为450 mm的非标管道法兰、垫片、螺栓以及阀门连接系统进行了设计,开发出膨胀石墨和0Cr18Ni10Ti两种材料覆合的新型垫片.同时,将该系统作为一个整体,考虑到法兰旋转、内压对法兰、垫片、螺栓以及阀门的受力与变形的影响,应用三维有限元技术,分析在螺栓预紧过程和加压过程中法兰连接系统的整体应力分布.结果表明,法兰、螺栓等的应力强度满足要求,垫片应力及残余压紧压力满足密封要求,设计的非标法兰连接系统结构合理,应力分布均匀,使用情况良好.     

高温法兰连接系统温度场的有限元分析

利用有限元软件ANSYS创建法兰连接系统的三维温度场模型,建立螺栓、法兰、垫片间的接触对.设置边界条件及对流传热系数,研究了500 ℃高温条件下炼化装置中法兰连接系统的温度场及热流,并分析了法兰、螺栓、螺纹、螺母、垫片、空气柱的温度分布规律及具体温度值.结果表明:法兰温度从内壁面到外壁面逐渐降低,靠近螺母端外侧温度最低为334.952 ℃;螺栓温度从两端到中间呈现为先增大后减小的规律,螺栓内外侧温差最大值在螺栓的两端;垫片温度沿周向变化很小,垫片温度沿径向由内到外呈线性减小;上、下两段空气柱的温度关于垫片中面对称分布,靠近垫片端内侧温度最高.     

螺栓法兰连接系统新的设计方法探讨

总结了近年来螺栓法兰连接系统的理论分析和试验成果，提出了该连接系统的新设计方法，避开了原有垫片系数“ｍ，ｙ”值，使其与工程实际更为接近     

螺栓预拉力对柔性法兰连接节点刚度影响的试验设计

通过柔性法兰连接节点刚度的定义,研究了不同的螺栓预拉力在变电构架柔性法兰连接中的应用,分析了并设计了高强螺栓与高强度普通螺栓对法兰连接节点刚度影响的试验,指出了在试验设计时所需的注意事项.     

基于ANSYS的螺纹连接法兰结构模态分析

运用工程分析软件ANSYS分析了螺纹连接法兰结构的模态.通过建立有限元模型对其进行模态分析得到固有频率、振型,对比分析不同固有频率对结构的影响,为螺纹连接法兰结构的有限元模型简化以及进一步的动力学分析、非线性接触分析提供了理论依据.     

螺母垫圈对螺栓法兰接头应力分布影响的有限元分析

建立螺栓法兰垫片整体的有限元模型,进行了DN500螺栓法兰连接系统的紧固实验,验证了有限元模型的合理性。通过控制螺母垫圈宽度及管道介质压力,对比分析了螺母垫圈对垫片及螺栓上应力分布的影响。结果表明,加合理尺寸的螺母垫圈不仅可以增加螺母与法兰面的接触面积,提高垫片上的压应力,而且在螺栓预紧载荷及介质压力高的情况下,可以防止螺栓的弯曲变形及垫片的圧溃失效,提高螺栓的使用寿命,改善螺栓法兰连接系统整体的密封性能。     

密封连接的可靠性设计方法

将垫片性能、螺栓强度和介质压力等设计参数视为正态分布的随机变量,建立了以最大允许汇漏率为设计准则的密封连接可靠性设计方法,该方法可在所要求的可靠度下设计出合理的连接结构,指导密封元件的选用,从而密封连接安全可靠。这一工作有可能使现行规范中的密封设计由主要依据连接结构强度的设计方法发展成以密封可靠性和连接强度可靠性为设计准则的“可靠性设计”方法。     

方钢管法兰连接承载性能的有限元分析

方管法兰连接的研究在国内几乎是空白,国内外的相关资料中也没有给出成熟的设计方法.在由屈服线理论推导得到的理论公式基础上,利用通用有限元软件ANSYS,分别对无加劲和有加劲方钢管法兰连接的承载性能进行了有限元分析,验证了理论公式的正确性与准确性.利用有限元计算结果,分析了螺栓个数n,法兰板厚度t以及螺栓边距参数η等参数对节点破坏形态和承载力的影响.提出如下设计建议：螺栓布置越接近钢管壁越好;提高无加劲和有加劲方钢管法兰连接节点承载力的最有效途径分别是增加螺栓个数和增加法兰板厚度;在无加劲法兰连接能满足承载力要求的条件下,应尽量避免采用有加劲法兰连接.     

基于MonteCarlo法管道连接法兰泄漏概率计算

运用有限元软件Ansys对螺栓法兰接头进行模拟,得到了在预紧和操作工况下垫片的应力分布,计 算出不同内压工况下垫片的应力。采用MonteCarlo法在管道工作压力不断波动时进行可靠性分析,创建极限方程 并根据极限方程应用大型软件Matlab以变量的分布类型对变量进行反复随机抽样,计算出不同工作压力下螺栓法 兰泄漏的概率。分析结果表明,工作压力的波动产生的附加载荷对螺栓法兰泄漏会产生很大的影响,必须加以足够 的重视。     

容器法兰应力分析

应力分析设计法是基于塑性失效准则的一种方法，它不仅解了压力容器常规设计所不能解决的问题，也是容器设计观点及方法上的一个飞跃．美国机械工程师学会６０年代制定了世界上第一部以应力分析为基础的压力容器规范．我国也于１９９５年１０月首颁了《钢制压力容器－应力分析设计标准》．本文采用有限单元法对沾益化肥厂３＃氢氧化铁脱硫塔容器法兰进行了有限元应力分析，得出了法兰的应力分布规律，并据此得出了检验要点．     

自动扣压联网法及其应用

主要论述自动扣压联网法的原理及其铺联网机构与液压支架配套使用来实现厚煤层分层开采金属网假顶的自动铺设和联结。     

基于连体相对高度的双塔连体结构分析

基于对连体相对高度系数的定义,变换非对称双塔连体结构的连体相对高度系数,使用结构分析设计系统MIDASBuilding对8个算例进行建模分析,并比较不同连体相对高度系数下的该类结构的动力特性,为该类结构的分析与设计提供参考。分析结果表明,连体相对高度系数的变化对非对称双塔连体结构的低阶振型产生较大影响,使结构的自振周期产生显著变化,其总体变化趋势为随着连体相对高度系数的增大而减小。     

国外拉V塔优化设计及真型试验应用研究

随着一带一路项目的 开展,拉V塔在非洲地区得到了广泛应用.本文依托一带一路重点项目:津巴布韦旺吉电厂三期扩建工程,根据拉V塔的受力特点,对拉线初始张力对结构基频影响、拉线的布置、塔头结构布置、塔身主柱尺寸、主柱的初始缺陷控制进行多角度分析,得到拉V塔优化设计的合理建议,并通过真型试验验证拉V塔优化的理论研究成果,具有一定的经济效益,建议在今后的涉外工程中适当使用.     

输电塔架设计中的离散优化方法研究

传统输电塔架设计采用满应力优化设计,其优化过程中往往将设计变量视为连续变量来处理,而输电塔架角钢截面实际上是离散变量,这就存在实际设计结果并非是最优结果的问题。为更好地将满应力优化设计结果切实应用于输电塔选材计算中去,针对塔架型钢的离散特征,在传统满应力优化设计方法的基础上进行改进,提出了一种基于离散变量并考虑了压杆稳定性的满应力离散优化设计方法,制定了寻优流程并用C语言编制程序予以实现。以常见干字型输电塔架2F2-SZ1型220 kV双回路直线塔为对象,应用提出的离散优化方法和程序进行了计算分析。算例分析表明,该算法在满足多种工况荷载条件下,具有合理的结构承载能力,大大减少了塔架重量,降低了工程成本。同时,该算法源程序不使用二进制编码,方便查找错误和进行二次开发,可为改进现有塔架典型设计和加固已有输电塔架提供可行的算法基础。     

单位线法汇流过程预报的实时校正模型探讨

对流域汇流的分散迭加出流过程和总出流过程分别建立了修正公式，用相同的雨洪资料和单位线，应用Kalman滤波对修正系数进行了估计，实时校正出流预报结果证明3种模型都具有很高的校正预报精度。     

氨合成塔出口蒸汽发生器安全评定

对天华公司蒸汽发生器（Ｅ－ ５３） 穿透裂纹产生及扩展原因进行了分析,用三维有限元软件进行了断裂计算,并考虑了残余应力的影响,最后对含穿透裂纹蒸汽发生器进行了“未爆先漏”安全评定。     

基于业务外包的设备维护承包商评价模型

为了提高设备维护外包收益,降低设备维护外包的风险,从外包战略考虑,企业必须选择一个最优的设备维护承包商.本文建立了设备维护承包商的评价体系,提出了以承包商能提供的设备维护价格、质量、时间、服务和环保5个指标作为设备维护承包商的评价准则,并建立了5个准则层下的相应指标层.同时结合多专家评价差异的考虑,建立了企业设备维护承包商的改进层次分析法(A-AHP: Advanced Analytic Hierarchy Process)决策模型,然后根据该模型进行设备维护承包商的选择.该决策模型为减少人为因素的影响、增强决策的客观性和科学性提供了一种有效途径.     

基于业务外包的设备维护承包商评价模型

为了提高设备维护外包收益，降低设备维护外包的风险。从外包战略考虑．企业必须选择一个最优的设备维护承包商．本文建立了设备维护承包商的评价体系，提出了以承包商能提供的设备维护价格、质量、时间、服务和环保5个指标作为设备维护承包商的评价准则，并建立了5个准则层下的相应指标层．同时结合多专家评价差异的考虑，建立了企业设备维护承包商的改进层次分析法（A—AHP：Advanced Analytic Hierarchy Process）决策模型，然后根据该模型进行设备维护承包商的选择．该决策模型为减少人为因素的影响、增强决策的客观性和科学性提供了一种有效途径．     

设备(系统)故障远程诊断系统的研究与实践

提出了基于网络的设备 (系统 )故障远程诊断系统的基本组成、远程诊断系统的层次结构模式 ,并以输电线路故障诊断系统为例 ,设计了一个基于局域网的有线和无线网络的远程诊断系统 .     

结合通用割集和专用割集的组合电路验证方法

为了提高组合电路的等价性验证速度，提出了一种利用电路内部等价信息的新型验证方法.该方法结合了通用割集和专用割集. 从原始输出进行回溯得到通用割集，用通用割集验证所有候选等价点(CEP)的等价性. 从特定候选等价点进行回溯得到专用割集，通过消除高层次结点间的依赖关系对专用割集进行优化，用专用割集验证特定候选等价点的等价性.实验结果表明，与传统依赖性处理策略相比，该验证方法中的依赖性处理策略减少了验证时间.与只基于通用割集或专用割集的验证方法相比，该方法可以使组合电路的验证速度明显提高.