卡箍法兰的热应力耦合分析

复杂环境下卡箍法兰系统工作的稳定性和安全性是研究过程中至关重要的一个环节,为研究高温高压对卡箍法兰性能的影响,该文采用SolidWorks软件建立物理模型,基于ANSYS Workbench软件分析热应力耦合对结构的影响。研究结果表明,(1)卡箍孔板法兰的内壁面温度最高,且由内而外,温度逐渐减低,最低温度位于螺柱上。(2)卡箍孔板法兰整体最大应力位于球面螺母与卡箍的接触面上,为739.73 Mpa。密封环上的唇部应力大于密封比压,符合密封环的密封性能的要求。(3)密封环的线性等效应力模拟结果对比许用应力准则,强度满足安全要求,不会发生塑性垮塌。

HALF超高真空链式卡箍法兰设计及研究

合肥先进光源(HALF)计划建成为低能区衍射极限储存环光源,采用多弯铁消色散磁聚焦结构(MBA lattice)。相比于三代光源,MBA lattice使得超高真空系统布局更紧凑,磁铁间常用ConFlat法兰安装困难。链式卡箍法兰轴向尺寸仅为链条宽度,远低于ConFlat法兰,且安装位置在直径方向,所需安装空间小,很好的满足了储存环真空系统对法兰部件提出的要求。但其技术被国外厂商垄断,且国内外相关研究文献较少。为了解决这些难题,设计并加工了一套小通径链式卡箍法兰组件,实验测量了法兰实现超高真空密封漏率的最小力矩,反复安装并更换垫圈8次以评估法兰寿命,研究了法兰组件在高温循环烘烤和低温液氮环境下的工作情况。测试结果表明所设计的法兰组件满足超高真空法兰的密封性能要求,对温度变化有较好的耐受性。通过受力分析和有限元方法,计算了法兰密封力和垫圈应力分布。