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。

螺栓-法兰连接系统RCM分析及故障风险评价

针对影响螺栓-法兰连接系统可靠性的许多因素具有复杂性、非确定性的特点,结合现场历史资料和专家经验,提出了螺栓-法兰连接系统功能与功能故障、故障模式、影响及危害度分析方法,在定性分析的基础上,利用模糊数学提出可靠性为中心的维修定量分析方法,对螺栓-法兰连接系统的故障进行了风险评估。

从分子密封学角度分析法兰-垫片系统的密封及其改进

从分子密封学角度简要论述了法兰 垫片系统保持密封的机理及可采取的一项改进措施。

基于非线性有限元理论的风力发电机组法兰-螺栓连接分析方法研究

以风力发电机组叶片根部法兰-螺栓连接为例,研究了法兰-螺栓连接分析方法。根据风力发电机组法兰-螺栓连接结构的特点,采用非线性有限元分析方法建立多种法兰-螺栓连接分析模型,对模型的单元类型选择、各部件连接关系的处理及接触对的建立方式进行了研究;分析了单元类型、接触关系等因素对有限元计算结果的影响;提出了针对不同分析需求的风力发电机组法兰-螺栓连接有限元分析方案;为风力发电机组法兰-螺栓连接结构的设计和强度分析提供理论基础。

法兰-螺栓联接对加速器对中装配同轴度的影响

针对直线感应加速器对中装配同轴度要求高的特点,考虑法兰、螺栓和密封垫相互作用,建立了加速器对中装配法兰-螺栓联接的三维有限元模型,分析了螺栓预紧力对加速器对中装配时同轴度的影响作用。水平面上的螺栓预紧力与其它螺栓预紧力的差异变化对组元轴线改变的影响最大,而处于竖直方向上的螺栓的预紧力差异对同轴度的影响较小。因此在实际装配中应更注意水平方向的螺栓预紧力的控制。研究结果为加速器对中装配同轴度提高提供依据。

循环热-机械载荷下螺栓法兰结构的安定性分析

利用通用有限元软件ABAQUS研究了循环温度和恒定机械荷载下螺栓法兰结构的安定性,并探讨了螺栓和法兰的材料属性对安定域的影响,得到了相应的经验设计公式。结果表明,当操作压力小于泄漏压力时,安定极限载荷与操作压力无关,但与螺栓和法兰的热膨胀系数比和弹性模量比有关,并给出了相应的经验公式。本文研究对循环温度和恒定机械载荷下螺栓法兰结构的安定性分析有一定的指导意义。

基于螺栓法兰连接系统的垫片应力分析

所建立的参数化三维有限元模型,充分考虑了法兰螺栓联接系统的应力集中、垫片材料非线性特性以及各元件的接触非线性,研究了螺栓法兰连接系统各元件之间的相互作用,分析了预紧力、密封介质内压力等因素对垫片应力的影响。结果表明垫片应力在径向随着节点半径的增大而增大,随着预紧力的增大而增大,随着内压力的增大而减小,在周向螺栓附近的应力明显大于其它处应力。当垫片最外侧应力低于了密封所要求的最低应力时,螺栓法兰连接系统发生泄露。

基于EWM-AHP-云模型的站场法兰系统密封失效风险评估

为提升站场法兰连接系统安全评估的准确性,提出一种基于熵权法(EWM)-层次分析法(AHP)-云模型的站场法兰系统密封失效风险评估方法。首先采用EWM和AHP组合权重降低单一AHP法计算权重的主观性,并采用云模型解决站场法兰连接系统密封失效风险因素的模糊性、随机性以及难以量化的问题;其次以我国华北地区某输气站场为例,验证该方法的科学性和有效性,并依据站场法兰历史失效数据建立法兰系统密封失效风险评估指标体系,采用EWM-AHP法确定各指标的组合权重;然后根据等级量化标准建立标准云,使用Matlab软件计算各风险指标的云数字特征值,并绘制云图;最后基于EW-型指数贴近度计算确定各风险指标的风险等级。结果表明:所评估法兰系统密封失效的综合风险等级为较高风险,评估结果与实际情况基本吻合。EWM-AHP-云模型能较好地实现法兰系统密封失效风险评估,该方法具有一定的科学性和有效性。

Ω环-螺栓-法兰连接的可靠性分析

依据最弱环模型和应力 强度干涉模型的基本原理 ,提出Ω环 螺栓 法兰连接密封系统可靠性的基本概念 ,建立了相应的可靠性模型。在系统受力分析的基础上 ,分别给出系统中Ω环、螺栓、法兰强度可靠度计算公式 ,以及用MonteCarlo法模拟计算整个系统可靠度的流程。最后给出某石油化工企业 1台采用Ω环 螺栓 法兰密封连接装置的计算实例。

基于螺栓-法兰连接紧密性理论的弹性垫圈优化设计

提出了带有弹性垫圈的螺栓-法兰连接系统紧密性分析方法,并以弹性垫圈的最大回弹量为优化目标,建立了优化设计的数学模型,编制了设计程序。采用该方法既可对系统进行泄漏率定量预测,亦可依据最大允许泄漏率准则对系统进行紧密性设计。该设计方法方便省时,设计结果合理。针对某厂高温换热器设计了螺栓-法兰连接用弹性垫圈,解决了密封连接系统由于经常开停车且工况波动较大而引起的长期严重泄漏问题。

装配式钢结构自攻螺栓-芯筒法兰柱连接节点抗震性能有限元分析

装配式钢结构芯筒法兰柱拼装时需按照负公差进行安装,上柱内壁与芯筒间存在间隙,因此设置单向螺栓可以增强柱壁与芯筒的联系。为进一步实现高效装配并节约工程成本,采用自攻螺栓连接代替单向螺栓,即为装配式钢结构自攻螺栓-芯筒法兰柱连接节点。对该连接节点建立有限元分析模型,深入分析上柱内壁与芯筒间隙的变化对节点力学性能的影响。考虑到实际工程中间隙不宜过大,因此将上柱内壁与芯筒单侧间隙从0 mm设置到3 mm。有限元分析结果表明:当上柱内壁与芯筒单侧间隙小于3 mm时,节点滞回性能较为接近,间隙的改变对节点抗弯承载力和等效刚度退化曲线无显著影响,因此在保证节点抗震性能的同时满足施工安装的便捷性,可将装配式钢结构自攻螺栓-芯筒法兰柱连接节点上柱内壁与芯筒单侧间隙控制在2 mm。

梁-弹簧单元在内法兰螺栓简化中的应用

内法兰数值模型内含的螺栓接触行为极易导致其计算不收敛,耗费大量的计算时间.为平衡计算成本和精度,构建螺栓连接结构的简化分析模型是主要手段之一.本文对多点约束-梁单元法进行了改进,提出一种梁-弹簧单元组合的螺栓简化方法,该方法使用梁单元替代螺栓,使用动力耦合约束和弹簧连接等效螺栓接触,用经过修正的虚拟热变形法施加螺栓预紧力.结果表明:该方法的分析时间和多点约束-梁单元法接近,相对全模型缩时约50%,计算精度更高、误差更小.采用该方法对通信单管塔内法兰连接节点进行分析,与精细模型和缩尺实验比较结果证明,该方法在内法兰结构中有较强的适用性.

法兰螺栓垫片系统高温密封性能研究

近年来,社会主义经济建设的飞速发展,大力推动了我国的石油开采行业、化工建设行业以及能源开发等行业的发展。法兰螺栓垫片系统在这些行业中被广泛使用,随着这些化工行业的发展,企业对于法兰螺栓垫片系统的耐高温程度以及密封性能的要求都更为苛刻。文章对法兰、螺栓以及垫片在高温下的密封性能进行了探讨。

启动过程汽缸中分面法兰-螺栓温度变化分析

为监测汽缸中分面法兰-螺栓部件在启动过程中的温度和温差水平,在法兰不同深度以及螺栓不同高度位置设置测温元件。结合机组服役数据,分析了冷态启动、温态启动以及热态启动方式下各测点的温度以及测点之间的温差变化情况。温态启动方式下的法兰-螺栓之间、法兰不同深度之间以及螺栓不同高度之间的最大温差均高于冷态启动和热态启动方式对应的最大温差值,该启动方式对应的法兰-螺栓最大温差为110℃,法兰不同深度之间的最大温差为65℃,螺栓不同高度之间的最大温差为28℃。研究成果对启动过程中法兰-螺栓的结构强度评估具有重要指导意义。

螺栓法兰连接系统的可靠性设计

总结了近年来螺栓法兰连接系统的理论分析和试验研究成果,避开了原有垫片系数“m、y”值,提出了可靠的设计方法,使其与工程实际更为接近。

热-力耦合下法兰连接钢管混凝土柱稳定性研究

法兰连接钢管混凝土作为一种新型创造性组合结构,在火灾工况下对其温度传递规律及温度场分布规律的研究较少。利用COMSOL建立法兰连接钢管混凝土柱组合结构的数值模型,研究受火前后组合结构在侧向荷载作用下的挠度变化、预应力螺栓应力应变的变化、混凝土损伤量变化,并分析该组合结构的稳定性。研究结果表明:钢管外壁升温较快,在火灾发生后螺栓在构件水平荷载作用下所受的应力有着较大的增加,法兰与螺栓接触位置处法兰的应力有着明显的重新分配。随着构件的温度升高,沿着螺栓中线的位移逐渐增加,构件的挠度增加了近十倍。在火灾发生前随着水平荷载的增加构件的损伤主要发生在混凝土背部,但在火灾后,混凝土损伤范围有着明显增加。因此,在火灾发生后在水平荷载作用下,法兰连接钢管混凝土结构承载能力变差。

某型850kW风电机组轮毂-轴承螺栓连接副失效分析与解决办法

立足于风电场安全生产需求，解决某型850kW风电机组由于轮毂一轴承连接螺栓断裂导致叶片坠落这一集中性故障问题，对故障过程中出现的断裂螺栓等进行失效分析，最终查明该型机组螺栓断裂导致叶片坠落的原因，并根据风轮和变桨机构设计原理等，提出相应的技术改造方案，对于解决该型机组连接螺栓断裂等连接副损坏问题，具有重要的指导意义。

机械螺栓法兰连接的有限元力学模型比较研究

机械螺栓-法兰连接结构中存在着复杂的接触、摩擦和预紧等非线性因素。螺栓-法兰连接结构的有限元力学模型应当充分包含这些因素。首先介绍了连接结构接触分析的有限元法理论,然后比较研究了二维轴对称力学模型和三维实体模型在螺栓-法兰连接结构建模中的差别,之后研究了温度载荷法、过盈配合法和等效外载法等三种不同的螺栓预紧力建模方法。计算结果表明:二维模型在处理螺栓-法兰连接结构上计算耗费小,但计算精度较三维模型差别较大,结果粗糙;三种预紧力模拟方法都能模拟螺栓预紧载荷,但在适用范围、等效方法和计算精度等方面有区别。

法兰连接系统理论分析和实验研究

对螺栓法兰连接系统进行受力分析 ,导出变形协调方程 ,通过计算 ,分析垫片压紧应力、泄漏率和介质压力之间的关系 ,并与刚性法兰系统的实验结果相比较。同时对不同工艺参数下的石墨缠绕垫片性能进行分析。

螺栓—法兰连接结构的多目标优化设计研究

螺栓—法兰连接结构是工程中一种重要的连接方式,强度和质量是其主要性能指标。将有限元法与最优化方法结合起来,可以很好地实现螺栓—法兰连接结构的多目标优化设计。文中基于响应面法确定法兰结构的几何参数组合,利用有限元分析软件Ansys对不同参数组合情况下的法兰结构进行应力场分析,获得响应面模型,然后通过MAT-LAB多目标优化设计方法,计算得到法兰结构的最优几何参数。数值计算结果表明,优化几何参数后的螺栓—法兰结构比原结构最大等效应力下降13.6%,质量下降12.5%。