基于FEM的承受附加载荷的法兰连接安全评价

在考虑垫片力学性能的非线性和非保守的基础上,提出了承受附加载荷高温螺栓法兰连接结构的有限元分析方法。运用APDL和UIDL,开发了基于ANSYS环境的法兰连接结构强度和紧密性分析模块,实现了连接系统的参数化建模及程序化计算。提出了基于紧密性的承受附加载荷螺栓法兰连接的安全评价方法,并以某铂重整装置接管法兰连接为对象,验证了有限元分析和安全评价方法的可行性,确定了该连接的安全操作条件。     

温度波动对螺栓法兰连接系统垫片应力的影响

温度波动会造成螺栓法兰连接系统中垫片应力松弛,从而影响其密封性能。文章以DN80法兰接头为研究对象,通过ABAQUS软件建立了三维有限元模型,分析了温度波动对垫片应力的变化,研究了垫片与螺栓载荷变化的机理。结果表明,螺栓法兰连接系统在温度变化时存在着一定的温度滞后现象;当温度波动时,垫片应力随温度的降低而减小,随温度的升高而增大,波动结束后垫片表现出“内紧外松”的应力分布现象。在这一过程中,垫片的热膨胀与温度场的滞后性是垫片应力变化的主要因素。研究结果为螺栓法兰连接系统的进一步优化和改进提供了有力支持。     

对波纹换热管应力和刚度的有限元分析

通过利用ANSYS软件,模拟薄壁波纹换热管的约束和受力状况,分析其应力和应变的结果,在理论上得到了薄壁波纹换热管的应力和应变(刚度)的分布规律,并和实验结果作了比较。     

基于法兰联接系统松弛特性的多锥面法兰研究

文中针对现有普通法兰联接系统的应力松弛特性问题,设计了一种新型多锥面法兰,通过对法兰联接系统结构上的改进,去掉了原有法兰连接系统的垫片,明显减少了法兰连接系统的应力松弛,并通过法兰多锥面配合联接和法兰螺纹联接,增强了法兰联接的联接刚度,进一步减小了法兰连接系统的蠕变松弛,改进了法兰联接性能。实验测定和实际应用证明：该新型多锥面法兰可以有效减小法兰联接系统的应力松弛,防止法兰联接失效。     

管道机械接头密封性能的有限元分析

设计了管道机械接头,利用管接头件的弹塑性变形进行管道间的连接。分析了管接头的密封原理及影响其连接密封性能的主要因素,并以2″管道机械接头为例,通过建立有限元模型,运用有限元方法,对管接头的抗内压过程进行了数值模拟。有限元模拟得出该管接头承受的极限内压值为18MPa,大于其15 MPa的设计工作内压值,结果显示该管接头的设计工作内压值较其模拟的极限内压值更趋保守,表明该管道接头能够实现管道间的牢固连接,密封性能可靠。     

承受管道载荷的切向接管有限元分析

由于承受管道载荷的压力容器切向接管结构无法按照常规的设计方法进行开孔补强计算,文中以1台带切向接管的压力容器为例,对筒体与切向接管连接区域进行三维有限元分析,得到了筒体与接管连接区域详细的应力分布。应力分布云图表明：在连接区域产生明显的应力集中,应力强度最大值发生在筒体与接管连接处的外侧,是该结构失效的危险区域。根据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》（2005年确认版）的规定,对该连接区域进行了强度评定,评定结果表明该设备的结构尺寸完全满足强度要求,为进行详细工程设计提供了理论依据。     

带体积型缺陷压力管道极限载荷的有限元分析

管道在使用过程中会出现各种缺陷,主要以腐蚀造成的体积型缺陷为主。采用有限元弹塑性分析方法,基于Von—Mise屈服准则,对含体积型缺陷的压力管道进行非线性分析,研究腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响。与含腐蚀缺陷管道的水压试验结果及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性。     

Ⅲ型载荷分量对N80套管钻井用钢断裂韧性的影响

采用PLD-100微机控制电液伺服疲劳试验机、金相显微镜、SEM和EDS等,研究了不同III型载荷分量对N80套管钻井用钢断裂韧性的影响。试验结果表明:N80钢由铁素体、上贝氏体和回火索氏体3种不同的显微组织构成。由于断口形貌的不同,在不同III型载荷分量下,N80钢具有不同的总体断裂韧性;III型断裂韧性分量和I型断裂韧性分量之间呈线性相关性。