压力容器法兰加强结构设计的简易算法

法兰加强结构即在法兰与筒体之间沿径向加筋板的结构。 1 法兰受力分析及载荷计算 根据作用与反作用原理,法兰螺栓所承受的载荷就是法兰所承受的力。 螺栓载荷计算,可根据图1作如下受力分析:     

基于有限元方法的塔筒法兰螺栓维护判定研究

塔筒法兰螺栓联接可靠是保证风力机组安全运行的关键。通过对风力机组运行工况分析,推导出塔筒法兰面单个螺栓最大拉力的计算方法,为后续的螺栓强度计算提供参考。本文阐述了风力机组塔筒法兰螺栓2种断裂方式的断口宏观形貌,分析确定所有机型塔筒法兰螺栓的共性结构参数,基于APDL语言定制结构参数交互式输入界面,实现法兰螺栓的参数化建模、载荷施加以及求解,完成了塔筒法兰螺栓强度应力分析,提出的最大预紧力计算机制,可计算螺栓满足不同屈服强度下最大预紧力值,为螺栓的设计、选型以及现场操作人员预紧力的设定提供参考,具有重要的指导意义。     

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.     

盾构机中盾后部法兰面与尾盾法兰面螺栓孔钻孔用钻模

盾体是盾构机的主要部件,是由钢板焊接加工成的圆柱筒体,可以承受诸多载荷,保护操作人员安全。介绍了一种盾构机盾体法兰面螺栓孔钻孔用钻模,中盾、尾盾法兰面上的螺栓孔钻孔时都可以使用,其通过凸台进行定位,避免了用盾体进行号孔,省时省力。     

压力容器筒体人孔凸缘法兰的强度设计与试验研究

本文针对筒体入孔凸缘法兰所受载荷为非轴对称情况,提出了按凸缘法兰的两个极限受力截面进行分析计算的强度设计观点,推导出其强度计算公式。通过对BJ433Y型液化石油气槽车筒体的水压试验,对筒体人孔凸缘法兰进行了应力分布测试,其结果与理论相吻合。本文所提出的强度设计方法可以在工程上使用。     

采用VDI2230的风力发电机组塔简法兰联接处螺栓强度分析

针对风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓轴线与法兰横向对称中心线不一致,且螺栓所受外载荷为偏心载荷的问题,基于VDI2230螺栓联接理论对法兰联接处螺栓进行理论分析,计算出实际工况下螺栓螺纹处的等效应力,采用有限元理论对法兰联接处螺柃在MSC.Marc/Mentat环境中进行接触强度分析,有限元结果与理论计算结果基本吻合.研究为螺栓联接强度分析提供了新的思路.     

活节螺栓法兰垫片连接系统有限元分析与结构改进

应用ABAQUS软件,在考虑预紧力和内压作用的工况下,对某厂所设计的压力容器非标活节螺栓法兰垫片连接系统进行三维有限元应力分析。根据应力分析结果进行线性化处理,按照JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》对其进行应力强度评定。结果表明,由于结构的复杂性,原设计结构的耳板、上法兰和筒体的应力强度不满足要求,需加厚上法兰并在筒体上安装加强板以减小其应力强度值。对具有不同厚度上法兰和不同长度加强板的该结构进行应力分析,得到既满足强度要求和密封要求,又节省材料的设计参数,同时总结了上法兰厚度和加强板长度对连接系统上法兰和筒体应力的影响规律。这对类似结构的设计具有一定的指导意义。     

卧式多级离心泵锚固螺栓强度的计算浅析

文章针对BB5型卧式多级离心泵,将叠加设备上的承受出入口接管载荷、地震事故载荷、设备自身载荷等,换算到关键路径的承载螺栓上,同时选取筒体与泵座连接的螺栓紧固件、泵座与混凝土基础连接的地脚螺栓紧固件,进行强度校核,为泵类设备承载螺栓的强度技术提供参考借鉴。     

基于CATIA的大螺杆式升船机长螺母柱安全装置的特性研究

分析了某升船机长螺母柱安全保障机构的设计载荷,运用CATIA软件建立长螺母柱机构的模型,以单个螺母柱上的不平衡载荷为12750/KN作为校验载荷,计算了螺母柱、支承架、铰制孔螺栓的应力与变形.结果表明,螺母柱纹牙的强度及单排M48饺制孔螺栓均联结满足强度要求.     

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。     

影响螺栓载荷及垫圈密封的法兰设计参数

引言标准法兰设计方法假定从“安装状态”到操作状态”螺栓载荷保持不变。安装状态相应于垫圈在法兰表面“已安装牢固”的螺栓预紧载荷。操作状态是指法兰承受内压的状态。本文研究简单法兰连接结构,推导法兰受压时指示     

无垫片焊唇密封法兰螺栓载荷的分析与计算

分析了无垫片焊唇密封元件---焊环在承受介质压力载荷时的受力及径向位移状况;指出现行设计规定的螺栓载荷不能约束焊环的径向位移,焊环与法兰的连接焊缝承受了焊环的径向拉力;提出了由螺栓载荷平衡焊环与法兰之间静摩擦力和介质的压力载荷;并给出了螺栓载荷的计算方法。此外,还分析了高温下焊环与法兰存在热膨胀差时,焊环的受力及径向位移状况,提出了采用热当量压力计算螺栓载荷的方法。     

风力发电机塔筒顶部法兰的有限元分析

使用非线性有限元软件MSC.Marc/Mentat建立风力发电机塔筒顶部法兰联接的有限元模型,施加合理的边界条件和载荷后,通过非线性接触分析得到在预紧工况和极限工况下各组件的应力分布和变化情况,并对塔筒顶部法兰接触面进行安全性校核和塔筒顶部法兰与塔筒筒体焊缝处的疲劳寿命分析。分析结果表明,该塔筒顶部法兰的强度、安全性和焊缝处的疲劳寿命均满足设计要求,且结果为大型风力发电机法兰合理设计和性能强化提供了科学依据。     

基于ANSYS的筒体法兰的疲劳强度分析

运用有限元分析软件ANSYS,建立某种筒体法兰的有限元分析计算模型,并在最高使用压力及螺栓预紧力等载荷条件下对其进行数值模拟,得到最大的应力应变分布。在此静态分析的基础上,通过疲劳分析模块进行疲劳仿真计算,估算其疲劳寿命耗用系数,从而为筒体法兰进一步的结构设计提供必要的理论依据。     

液压拉伸法紧固法兰螺栓的载荷损失研究

法兰连接系统被广泛应用于航天、石油、化工等相关领域，法兰发生泄漏会造成严重的危害，故法兰螺栓的紧固工作显得尤为重要。工程中常用液压拉伸法来紧固管法兰螺栓，鲜有学者对液压拉伸紧固法兰螺栓的螺栓载荷损失情况展开研究。在研究螺栓载荷损失情况时，首先进行螺栓材料的力学性能测试试验来测试螺栓材料的弹性模量、屈服强度等力学性能参数，为拉伸紧固试验提供理论计算；然后按照ASME PCC-1中对螺栓分步拉伸紧固的方法，采用3种不同的拉伸应力且每种拉伸应力下均运用四步加压法对其进行紧固；最后根据螺栓剩余载荷和拉伸力的关系可以得出螺栓载荷损失的情况。结果表明，35CrMo的M27螺栓的温度越高，其弹性模量和屈服强度越低；拉伸紧固螺栓时，螺栓所受拉伸载荷越大，则螺栓载荷的损失率也越大。     

PTFE缠绕垫片旋转法兰的强度及密封性能研究

带垫片的螺栓法兰为压力容器管道的重要连接件,现行的基于Waters算法的规则设计难以保证法兰连接承受复杂载荷的完整性及密封有效性,根据欧盟标准BS EN 13445-3-2009附录GA的设计原则,建立PTFE缠绕垫片的压缩回弹本构关系,采用3D非线性有限元方法分析垫片及螺栓连接的旋转法兰组件受到内压及外载作用的强度及密封性能,结果表明螺栓预紧及操作条件下垫片法兰的密封性能及强度性能满足要求,螺栓预紧力的确定与内压及外载的大小,动态变化的垫片压应力、螺栓分散性有关。     

带预紧力的螺栓连接有限元分析

在机械通过螺栓连接装配时,绝大数情况螺栓都需要拧紧,使连接在承受工作载荷前,预先受到预紧力作用。施加预紧力的目的在于增加被连接件可靠性和紧密性,防止连接件在工作运转后出现缝隙或相对滑动。基于此,利用ANSYS Workbench软件对法兰用螺栓连接预紧进行有限元分析,证明预紧力可以增加被连接件紧密性;但是当法兰直径过小时,过大预紧力会导致螺栓变形增大,甚至造成螺栓发生塑性变形,而法兰变形也会加大。     

螺栓法兰连接设计方法对比分析及国内研究现状综述

螺栓法兰连接接头是工业设备和管道中最常用的静密封连接方式,因为其结构简单和拆装检修方便的特点,在炼化、制药、食品等众多行业中得到了广泛的应用.简要介绍了螺栓法兰连接系统设计方法的发展历程,重点对比分析了3种主要螺栓法兰设计方法——Waters法、PVRC法以及EN13445-3附录G方法(EN1591法)的异同.ASME规范Ⅷ-1篇附录2给出了法兰强度的校核方法,但不能保证法兰连接密封的泄漏率;EN13445-3附录G方法不仅给出了螺栓法兰强度计算方法,还考虑了螺栓法兰连接的紧密性.近年来我国的专家学者在垫片泄漏计算模型、垫片性能参数及测试方法研究、螺栓载荷计算等方面取得了众多成果,也是探讨的重点内容.最后对基于控制泄漏率的螺栓法兰连接设计方法研究工作的重点方向进行了展望.     

MW级风力发电机组塔筒法兰强度分析

针对MW级风力发电机组运行过程中的塔筒法兰安全问题,以某大型风力发电机组塔筒法兰为例,利用有限元分析软件ANSYS建立了包含上段塔筒、上段法兰、连接螺栓、垫圈、下段法兰以及下段塔筒的法兰连接系统的有限元模型,对MW级风力发电机组塔筒法兰在极限工况下的应力分布进行了分析,对塔筒法兰的疲劳强度计算方法进行了研究,提出了一种将临界平面算法与剪应力算法相结合的塔筒法兰疲劳强度计算方法。计算结果表明:塔筒法兰的极限强度安全系数为1.1,疲劳安全系数为5.163,两项计算结果均大于1,且危险位置与工程实际吻合,根据德国劳埃德船级社规范,塔筒法兰强度能够满足设计要求,说明提出的方法能够实现MW级风力发电机组塔筒法兰的强度校核。     

基于ANSYS Workbench水轮发电机螺栓法兰连接有限元分析

根据机械设计理论,分析了只承受预紧力和预紧力与工作载荷同时作用两种情况下螺栓连接的受力情况,并利用ANSYS Workbench对水轮发电机螺栓法兰连接结构进行模拟,创建了有限元模型,施加了相应的约束、预紧载荷与工作载荷,进行了结构静力学分析.有限元分析结果与理论运算结果进行比较,有限元模型的正确性、可靠性得到验证.该模拟分析结果为螺栓的选用与装配提供了依据,提高了产品的可靠性和设计水平.