基于ANSYS的干气密封焊接金属波纹管振动模态分析

利用ANSYS软件对焊接金属波纹管建模,划分网格,进行模态分析,求出其固有频率和振型,为波纹管的动态响应分析提供依据;同时利用理论公式计算出波纹管的固有频率,与利用模态分析计算出的固有频率进行比较,验证模态分析结果的可靠性.

液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封的失效原因及解决办法

在石化生产过程中涉及到很多烃类介质 ,由于这些介质具有饱和蒸汽压高、易汽化等特点 ,决定了该类泵用机械密封动、静环端面间常处于不稳定的汽液混相状态 ,密封工作条件恶劣 ,使用寿命短。对液态烃泵用焊接金属波纹管机械密封可靠性差的成因进行了分析 。

焊接金属波纹管波形结构参数优化分析

波纹管作为焊接金属波纹管机械密封的关键零件,其波形的结构参数对力学性能和使用性能影响很大。在相关理论公式和受力分析的基础上,利用ANSYS软件模拟工况下波片的运行状况,选取直边S形波和3种不同倾斜角的斜边S形波进行耐压性能分析,结果表明45°斜边S形波受力情况良好,耐压能力较强。在此波形的基础上分析了波宽、波深、圆弧半径等参数对耐压性能、弹率和失稳因子的影响,此研究结果对焊接金属波纹管的波形优化设计有一定的参考价值。

焊接金属波纹管失弹机理研究-应力松弛

高温下,波纹膜片的应力松弛是造成波纹管失弹的主要原因。本文通过对焊接金属波纹管的受力分析,从金属材料普遍遵循的 Bailey-Norton定律导出了波纹管的弹力松弛方程。试验对比结果表明,该公式较好地反映了波纹管实际使用过程中的失弹情况,具有较好的应用性。

机械密封焊接金属波纹管波纹膜片动态应力计算及分析

利用ANSYS有限元程序对机械密封焊接金属波纹管波纹膜片进行动态应力计算及分析。求出由轴向振动引起的最大动应力的大小及位置,进而对振动量与最大动应力的关系进行分析。结果表明,减小振动量可以降低膜片最大动应力,以提高膜片的使用寿命。

机械密封用焊接金属波纹管刚度的计算方法

分析了机械密封用焊接金属波纹管刚度的影响因素 ,针对目前常用刚度计算公式不能准确反映实际的情况 ,提出了一个计算机械密封焊接金属波纹管刚度的修正式。

机械密封用焊接金属波纹管非线性应力分析

针对机械密封用焊接金属波纹管的特点 ,考虑了波纹管内外缘焊菇的影响 ,从而建立新的力学模型 ,并利用有关文献提出的方法 ,计算了焊接波纹管在受轴对称载荷时的非线性应力。

成型角对焊接金属波纹管性能影响的试验研究

本文通过对不同成型角波纹管的压缩变形和弹力松驰性能的测定 ,研究了成型角对焊接波纹管性能的影响 ,确定了机械密封用焊接金属波纹管成型角的最佳范围 。

机械密封用焊接金属波纹管失弹试验装置的研制

设计了机械密封用焊接金属波纹管失弹试验装置,得到工况下波纹管弹力变化值,为波纹管的结构设计提供了数据依据。采用新研制的波纹管失弹试验装置,实现了在高温下对失弹试验数据的连续测量;在ANSYS Workbench中对主要受力零件进行了有限元分析,得出结论:本套试验装置中,波纹管的失弹现象完全由波纹膜片应力松弛产生,与其他零部件应力松弛无关,证明了所设计试验装置的科学性与可行性。

焊接金属波纹管机械密封的特点及其应用

分析了焊接金属波纹管机械密封的特点和应用范围。通过对Y40型金属波纹管机械密封的分析 ,着重对高弹合金Inconel71 8作了介绍。

基于ANSYS的不同类型焊接金属波纹管的瞬态动力学分析

采用ANSYS软件中的模态叠加法对3种焊接类型的金属波纹管进行瞬态动力学分析,分别得出它们的位移-时间曲线和应力-时间曲线。通过分析比较可知,在相同工况下,双圆弧的位移最小,三圆弧的次之,单圆弧的最大;三圆弧的应力最大,单圆弧和两圆弧的相差不大。综合考虑两种因素,双圆弧波纹管是最佳选择。

基于薄壳理论的焊接金属波纹管失弹机理研究

依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbench中对波纹管失弹进行有限元分析,将有限元分析结果与理论计算结果对比。研究结果表明,理论计算公式能较好地描述波纹管长期在高温下工作的失弹现象,有限元分析验证了采用弹性薄壳理论建立失弹方程的正确性,可为波纹管的可靠性研究提供依据。

波片波形对焊接金属波纹管刚度的影响

焊接金属波纹管是密封件中重要部件,波纹管刚度对密封件的密封性能有显著影响。以2种S型波形DN70波纹管为研究对象,建立波纹管的单波有限元模型,确定适合的边界条件,分别研究波片波形直线段、圆弧段几何尺寸对其刚度的影响,通过优化分析获得与设计公式偏差较小的波形尺寸。研究结果表明,波片波形尺寸对波纹管的刚度有明显影响,内圆斜边波形的波片刚度比内圆直边波形的刚度大,直线段波形对刚度的影响比圆弧段波形大。

单双层焊接金属波纹管刚度与疲劳寿命研究分析

以机械密封常用补偿元件焊接金属波纹管为研究对象,对单双层焊接金属波纹管进行分析,通过试验测出了单双层波纹管在周期性载荷作用下的轴向刚度及其自由高度,并采用ANSYS Workbench对两种波纹管的疲劳寿命进行辅助验证。对比分析后得出结论,单层波纹管的刚度不如双层波纹管的稳定,但单层波纹管的疲劳寿命高于双层波纹管的。

S型焊接金属波纹管模态试验与分析

为得到焊接金属波纹管组件的固有频率,首先研究波纹管组件的动特性;然后采用比利时LMS公司的LMS+Tset.Lab测试系统对波纹管进行锤击试验;最后运用LMS+Tset.Lab 12A的Modal Analysis模块对试验所得数据进行模态分析,得到波纹管的固有频率和振型。研究结果能为今后波纹管的动力学分析提供有效的支持。

焊接金属波纹管密封端面流固耦合参数分析

介绍了焊接金属波纹管机械密封端面流固耦合分析所需的理论基础和方法。对液膜压力、端面接触力以及力变形进行理论计算。在DM Geometry中进行建模,利用ICEM划分液膜流体网格并设定边界条件,并调入FLUENT与ANSYS中,解得压力场分布、转速与端面平均压力,介质压力与端面平均流速,介质压力与端面平均压力以及泄漏量与转速、介质压力等关系图并进行分析。为密封端面的流固耦合分析提供了一种研究思路,对焊接金属波纹管机械密封的进一步研究起到一定参考作用。

S型焊接金属波纹管外压失稳临界极限压力研究

焊接金属波纹管是一种具有横向波纹且具有位移补偿能力的轴向密封件,稳定性是影响其工作寿命和承载能力的重要因素。根据周向失稳和平面失稳极限压力经验公式,计算了金属波纹管受外压和轴向压缩条件下的失稳极限压力。通过建立金属波纹管三维模型,在有限元分析软件中采用控制变量法分别研究了介质压力、轴向压缩量、扭矩以及波数对焊接金属波纹管稳定性的影响,拟合出了失稳临界极限压力与介质压力和轴向压缩量的关系表达式,并对比分析了理论计算结果和仿真结果。分析结果表明,其他参数不变时,失稳临界极限压力随介质压力、扭矩及波数的增大而减小,随轴向压缩量的增大而增大。提出的失稳临界极限压力拟合关系式对S型焊接金属波纹管的设计、校核具有一定的参考意义。

焊接金属波纹管结构参数对平衡直径的影响

焊接金属波纹管密封性能受自身平衡直径的影响,而平衡直径与波纹管结构参数有关。为了了解焊接金属波纹管各结构参数对平衡直径的影响规律与影响程度,方便评估密封安全性,建立焊接金属波纹管数学模型和三维模型;根据数学模型,得出理想状态下焊接金属波纹管平衡直径表达式;在ANSYS workbench中改变波形、波厚、波数和波距,得出相应参数下的平衡直径数值,并分析不同参数对平衡直径的影响。分析结果表明:其他参数不变时,内外压作用下不同波形焊接金属波纹管的平衡直径随压力先快速增大,后增加趋势逐渐减小;受内压工况下平衡直径随波厚的增大而减小,随波数的增大而增大,随波距的增大而减少,受外压工况下平衡直径随波厚的增大而减小,随波数的增大而增大,随波距的增大而增大;受内压工况下各结构参数对平衡直径影响程度由大到小依次为波厚、波距、波数和波形,受外压工况下各结构参数对平衡直径的影响程度由大到小依次为波厚、波形、波距和波数。

S型焊接金属波纹管弯曲刚度分析

弯曲刚度是焊接金属波纹管的重要性能指标。采用有限元仿真方法和实验室测试方法,进行了S型单层和双层焊接金属波纹管弯曲刚度研究。研究结果表明,有限元仿真结果比实验室测试结果更符合实际工况,几何非线性条件下的有限元仿真结果比几何线性条件下的更符合实际工况。几何非线性条件下的有限元仿真数据表明,波纹管弯曲刚度随着施加到波纹管上的轴向力的增大而减小,波纹管弯曲角度随着力的增大呈现出线性增大的现象,双层结构波纹管的弯曲刚度是单层结构弯曲刚度的1.7~1.9倍。

S形焊接金属波纹管振动特性分析

针对S形焊接金属波纹管密封的振动问题,选用面体代替波片实体单元进行数值建模和模态分析;研究了单元尺寸对波纹管振动频率的影响,提出了波片选用面体单元时的单元尺寸应小于0.5 mm,并验证了其有效性。利用电动振动试验平台进行振动试验测试,得到了波纹管的振动特性曲线。通过对比分析仿真结果和试验测试结果,确定了波纹管的前6阶振动固有频率和振型,揭示了波纹管的振动机制和影响因素,阐明了波纹管的数值建模方法和试验测试技术。研究结果对焊接金属波纹管密封的设计、制造和应用提供了参考。