基于Ansys的外弯矩作用下非金属垫片应力场研究

影响螺栓-法兰-垫片连接系统密封性能的因素有很多,其中非金属垫片应力的大小和分布趋势是很重要的因素。对于非金属垫片,由于理论分析的复杂性和试验分析的局限性,不能较真实地反映外弯矩作用下密封垫片应力的分布及变化。本文利用有限元分析软件Ansys,建立了螺栓-法兰-垫片连接系统的有限元模型,分析了外弯矩作用下垫片应力的分布,并将有限元分析结果与PVRC的实验结果做了比较,结果表明:在外弯矩较小的情况下,有限元分析结果与实验结果较吻合。

基于ABAQUS的承受外弯矩作用的螺栓法兰连接的参数化研究

以符合GB/T9115.1-2000标准的法兰为例,采用ABAQUS软件对其进行三维数值模拟的参数化研究,研究外弯矩和法兰公称直径对垫片应力及连接泄漏率的影响,确定外弯矩与泄漏率的规律。结果表明,外弯矩使法兰周向应力分布不均匀,随着外弯矩的增大,受拉侧垫片应力减小,单位垫片外周长泄漏率增大;在规定的螺栓载荷作用下,随着法兰公称直径的增大,受拉侧垫片应力增大,单位垫片外周长泄漏率减小。

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。

承受外弯矩作用的法兰接头性能研究

采用有限元法模拟了垫片的非线性特性,计算了垫片应力及法兰应力。按应力分析设计方法校核法兰;基于PVRC紧密性的计算方法,以垫片应力为判据,关联了外弯矩与接头紧密度之间的关系。

平面外弯矩作用下加劲肋加强T形方钢管相贯节点极限承载力研究

方钢管T形相贯节点承受平面外弯矩作用是与其它工况一样重要的一种工况,但目前规范中对这种受力模式下的加劲肋加强节点承载力计算公式没有规定,这影响着工程设计的效率与质量。在经试验验证有限元分析准确性的前提下,进行参数化分析和回归分析。结果表明:加劲肋加强节点的极限承载力是无加强节点的2.6倍,承载力提高系数ψ随加劲肋与主管厚度比τ、加劲肋与主管宽度比η的增加而增加,其中参数η的影响更大,提高系数ψ随β增加而减小。在无加劲肋方钢管相贯T形节点平面外受弯承载力计算公式的基础上,通过参数化分析得出有加劲肋时方钢管T形节点平面外弯矩作用下极限承载力计算公式,为这类节点的继续研究和工程应用提供了参考。

承受外弯矩作用的法兰接头有限元分析

采用有限元法模拟了垫片的非线性特性 ,研究了外弯矩对于垫片应力分布、螺栓载荷及法兰转角的影响 ;有限元计算结果与PVRC实验数据做了比较 ,结果表明 ,有限元计算具有较高的可靠性 ,基于垫片应力 ,提出了外弯矩与接头紧密度之间的关系。

外弯矩下螺栓法兰连接紧密性研究

为准确分析螺栓法兰连接系统的紧密性,利用当量内压法﹑当量轴向力法和变形协调方程,研究外弯矩作用下螺栓法兰连接中的垫片压紧应力。分析结果表明:若利用当量内压法来计算,外弯矩等同于内压,相当于增大了系统的内压,但并不能体现出外弯矩作用下垫片应力在螺栓法兰连接系统分布的不均匀性;而利用当量轴向力法来计算,可以体现出整个系统在承受外弯矩作用导致的垫片应力沿管道圆周方向按余弦分布的不均匀性,并且垫片受拉侧和受压侧的压紧应力相差增大,其中受拉侧垫片应力减小,受压侧垫片应力增大,因此螺栓法兰连接的紧密性需重点考虑受拉侧的垫片应力。

底部减薄焊制三通的塑性极限面外弯矩分析

利用ANSYS有限元分析软件对含底部减薄缺陷焊制三通进行了弹塑性有限元分析 ,确定了影响三通塑性极限面外弯矩的主要因素 ,建立了覆盖常用三通几何尺寸及缺陷尺寸的塑性极限面外弯矩有限元解数据库 ,并拟合得到形式简单且具有较高精度的塑性极限面外弯矩工程估算式。

外弯矩和元件蠕变对螺栓法兰连接力学性能的影响

在考虑连接结构承受外弯矩作用和螺栓、法兰及垫片蠕变的基础上,建立高温螺栓法兰连接结构的变形协调分析方程,采用解析方法研究连接结构承受外弯矩和蠕变对连接结构力学行为的影响。结果表明,外弯矩作用下,受拉侧的法兰转角增大,螺栓伸长量减小,垫片应力增大;受压侧的情况则相反。在相同的工作条件下,考虑蠕变时,温度越高,法兰转角、法兰变形量和垫片应力减小幅度越大。外弯矩引起的垫片受拉侧应力下降和元件的蠕变是连接结构密封失效的重要原因。

面外弯矩作用下弯头极限载荷有限元分析

采用三维非线性有限元分析技术,将材料简化为理想弹塑性,同时考虑几何非线性影响,针对不同厚径比t/Do、相对弯曲半径R/Do下有直管连接的弯头在面外弯矩(弯曲位移方向垂直弯头轴线平面)作用下进行极限载荷分析,在此基础上建立了便于工程应用的无缺陷弯头的面外塑性极限弯矩估算式。试验结果表明面外弯矩载荷下塑性载荷估算式能够满足工程实际需要。

承受外弯矩作用的法兰接头紧密性研究

采用三维有限元方法模拟了垫片的非线性特性,计算了外弯矩作用下垫片应力的分布,采用PVRC垫片常数计算了加载过程接头的紧密性,与Sawa的计算结果相比,相差不大;此外,又提出了卸载过程接头紧密性的计算方法。

平面外弯矩作用下T形圆管节点热点应力分布

确定钢管相贯节点热点应力沿相贯焊缝的分布情况是计算热点应力极值的基础.对平面外弯矩作用下的T形圆管相贯节点焊缝处热点应力分布开展研究,并提出了其应力分布曲线方程.利用径向拉伸法建立了T形圆钢管相贯节点的有限元网格模型,对焊趾处热点应力分布的计算结果进行了可靠性分析,并将三种不同密度网格模型的应力分析结果进行对比.结果表明,基本网格密度可满足计算精度要求.利用经试验验证的有限元模型分析了T形圆钢管相贯节点在平面外弯矩作用下的热点应力沿相贯线的分布规律,考查了四个无量纲几何参数对应力分布曲线形状的影响,在此基础上拟合并确定了基于三角正弦函数的曲线修订公式.经与UCL公式和试验数据对比分析,表明本文公式具有更高的精度.

平面外弯矩下Y型主方支圆钢管节点热点应力集中系数研究

对平面外弯矩作用下Y型主方支圆钢管节点进行了数值分析。基于不同几何参数,采用有限元方法建立Y型主方支圆钢管节点模型。依据有限元分析结果,计算节点热点应力及热点应力集中系数,并与已有试验结果进行对比验证。通过分析主、支管间焊缝的热点应力集中系数分布,得出热点应力集中系数的分布形式受节点几何构型的影响较小,且热点应力集中系数一般在鞍点处达到最大值。基于几何参数对鞍点处热点应力集中系数影响的分析结果,由回归分析建立计算Y型主方支圆钢管节点鞍点处热点应力集中系数的经验公式,并通过与有限元分析结果的对比,验证了经验公式计算结果的正确性。

平面外弯矩对一般多层普通钢筋砼边框架柱设计的影响

本文通过对多层框架结构边框架柱平面外弯矩对边柱承载力的影响的计算分析，提出边框架设计应考虑平面外弯矩的影响问题及设计中的注意事项。

混凝土剪力墙的面外弯矩及抗弯设计

0引言 根据《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）（简称混凝土规范）第10．5．1条，混凝士竖向构件横截面长边、短边之比大于4时，可称为剪力墙，其中，长短边比大于8时，称为一般剪力墙；

应用统计外推求解近海风机面外叶根部弯矩最大值

根据IEC61400-3要求,为了确立统计外推程序以预测近海风机的长期载荷,选用NREL5MW单桩式近海风机和浮式近海风机进行研究.在风机时域仿真中,对FAST软件进行编译,将塔筒载荷计算程序嵌入FAST,弥补了现有软件的不足.对于仿真得到的短期载荷,分别应用全局最大值法和分块最大值法拟合Gumbel分布来预测面外叶根部弯矩的最大值,并进行对比.根据对比结果,进一步提出了分块最大值法的最优分块数,并通过最大门槛值法进行验证,从而为近海风机的极限载荷计算提供参考.

平面内和平面外竖向荷载下低矮钢筋混凝土墙水平承载力研究

民用建筑中的剪力墙高宽比通常大于1,而高温气冷堆内的钢筋混凝土墙的高宽比一般小于1。为了研究低矮钢筋混凝土墙的失效机理,本文对平面内和平面外竖向荷载下,高宽比分别为0.33、0.5和1的12片低矮钢筋混凝土墙进行了水平承载力试验,对提出的墙水平承载力计算公式进行了验证。试验表明:低矮钢筋混凝土墙的破坏方式与一般的钢筋混凝土梁和柱有很大区别。在轴力和水平剪力作用下,低矮钢筋混凝土墙的破坏为斜开裂-剪摩擦机制;对于高度相同的墙,高宽比越小,剪切破坏时沿墙底剪摩擦段的长度越长;墙高宽比、轴压比和配筋率均对墙的水平承载力有影响;平面外竖向荷载下墙的水平承载力小于平面内竖向荷载下墙的水平承载力,墙水平承载力与平面外弯矩近似符合1/4圆关系。本文公式计算结果与试验结果符合良好。

焊制管道三通塑性极限载荷弯矩的计算方法

基于极限分析的观点,推导出面外弯矩作用下焊制三通的极限载荷估算公式。理论分析和试验验证结果表明,得到的公式能够较为准确地估算工业上常用的等强度焊制管道三通塑性极限弯矩,有较大的工程应用推广价值。

弯矩作用下筒仓孔口应力集中的计算

为了了解筒仓洞口在弯矩作用下的应力分布,利用平板理论结合复变函数和保角映射技术,研究了筒仓开孔的孔口应力集中问题,通过将仓壁孔口的应力计算简化成平面问题,求出了孔口的应力,得出在平面外弯矩作用下,弯曲应力集中主要发生在和弯矩作用方向垂直的边.

弯矩作用下双楔角环垫法兰接头的密封性能

螺栓法兰接头除受管道内压外,还承受外弯矩的作用,且外弯矩导致的变形及转角通常是直接导致法兰接头密封失效的主要原因。为研究外弯矩作用下双楔角环垫法兰接头的密封性能,以某轻量化双楔角环垫法兰接头为研究对象,利用ABAQUS有限元软件建立其有限元模型,分析在外弯矩作用下该轻量化双楔角环垫法兰接头的密封性能。结果表明:弯矩的作用使垫片应力在周向分布不均匀;随着弯矩增加,主、从密封面的最大接触应力也随之增大,环垫主面有效密封宽度明显增加,从面有效密封宽度先小幅下降后增大;随着弯矩的增大,法兰转角也有所增大,轻量化法兰最大偏转角度约为0.005°,远低于ASME规范中要求的0.3°。根据JB 4732对该轻量化双楔角环垫法兰进行应力强度评定,证明其满足使用条件。