發(fā)布時(shí)間：2020-07-18 13:25

【摘要】： 由于其良好的變形補(bǔ)償能力,膨脹節(jié)廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力等領(lǐng)域。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,對大型膨脹節(jié)的需求也越來越多,在保證安全要求的前提下,如何更經(jīng)濟(jì)地設(shè)計(jì)膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)也就顯得越來越重要。 本論文對大型膨脹節(jié)的承載能力等進(jìn)行了有限元分析,目的在于考察目前膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)對大型膨脹節(jié)的適用性。 首先,建立了大型膨脹節(jié)有限元分析模型,分別對其在內(nèi)壓和位移載荷作用下的應(yīng)力大小和分布進(jìn)行了分析,并與膨脹節(jié)標(biāo)準(zhǔn)中的公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明：對于超出現(xiàn)行國內(nèi)膨脹節(jié)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定尺寸的大型膨脹節(jié),其強(qiáng)度計(jì)算仍可以按照GB16749-1997《壓力容器波形膨脹節(jié)》進(jìn)行。但是,膨脹節(jié)的公稱直徑越大,按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)的保守程度越小。 其次,應(yīng)用有限元方法,就膨脹節(jié)直徑與厚度對各項(xiàng)應(yīng)力及極限承載能力的影響進(jìn)行了一系列的對比分析。研究發(fā)現(xiàn)：隨著膨脹節(jié)厚度的增加,其經(jīng)向應(yīng)力在壓力載荷作用下逐漸減小,在位移載荷作用下逐漸增大。 最后,論文對大型薄壁帶加強(qiáng)圈U形膨脹節(jié)進(jìn)行了線性應(yīng)力分析和極限載荷計(jì)算,并與無加強(qiáng)的U形膨脹節(jié)進(jìn)行了對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),加強(qiáng)圈的設(shè)置使得膨脹節(jié)的多數(shù)應(yīng)力水平下降20%-80%,承載能力提高約3倍。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH136
【圖文】：

擇出合適的單元類型，可以既保證有限元計(jì)算精度又提高計(jì)算效率。而計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，就由單元形狀的好壞與網(wǎng)格密度的疏密程度來保證。本章分析的大型膨脹節(jié)的有限元模型完全采用規(guī)則的四邊形映射網(wǎng)格劃分，如圖2一9所示。川日圖2一9大型U形波紋管的網(wǎng)格劃分Fjg.2一 9MeshjngofthelargeU一 shapedbellows2.2.2.3邊界條件和載荷形式在進(jìn)行內(nèi)壓載荷分析時(shí)，將膨脹節(jié)上下邊緣施加固定約束，在膨脹節(jié)內(nèi)表面施加4.93MPa的壓力(圖2一10);在進(jìn)行位移載荷分析時(shí)，將膨脹節(jié)下邊緣施加固定約束，在膨脹節(jié)上邊緣施加13.lmm(Y負(fù)方向)位移載荷(圖2一11)。

圖2一10受內(nèi)壓載荷作用的膨脹節(jié)Fig.2一 10InternalPressureloadingonthebellows圖2一U受位移載荷作用的膨脹節(jié)Fig·2一 11DisPlacementloadingonthebellows2.2.2.4材料的機(jī)械性能本膨脹節(jié)選用常見的膨脹節(jié)制造材料一低合金鋼16MnR制造。16MnR是我國壓力容器行業(yè)使用量最大的鋼板，具有良好的綜合力學(xué)性能、制造工藝性能，主要用于制造中低壓壓力容器和多層高壓容器。根據(jù)JB4732一95《鋼制壓力容器一分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)))可知，16MnR的彈性模量E=ZellPa，泊松比件=0.3。

第止章大型膨脹節(jié)的強(qiáng)度分析圖2一10受內(nèi)壓載荷作用的膨脹節(jié)Fig.2一 10InternalPressureloadingonthebellows圖2一U受位移載荷作用的膨脹節(jié)Fig·2一 11DisPlacementloadingonthebellows2.2.2.4材料的機(jī)械性能本膨脹節(jié)選用常見的膨脹節(jié)制造材料一低合金鋼16MnR制造。16MnR是我國壓力容器行業(yè)使用量最大的鋼板，具有良好的綜合力學(xué)性能、制造工藝性能，主要用于制造中低壓壓力容器和多層高壓容器。根據(jù)JB4732一95《鋼制壓力容器一分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)))可知，16MnR的彈性模量E=ZellPa，泊松比件=0.3。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 車艷亮;金屬波紋管虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)[D];燕山大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2760945