化工设备法兰连接受力非均匀性分析

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1、分类号TE966学号151020136密级全日制学术型硕士学位论文题目化工设备法兰连接受力非均匀性分析作者姓名李卫红导师姓名、职称李晓红学科(专业)名化工过程机械称提交论文日期2018年5月31日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学

2、位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________·注：如本论文涉

3、密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。中文摘要论文题目：化工设备法兰连接受力非均匀性分析专业：化工过程机械硕士生：李卫红(签名)导师：李晓红(签名)摘要法兰连接作为化工设备等过程装备的重要密封部件，对设备的安全运行起着极其重要的作用。因其密封性能好、拆换便捷、强度高等优点，广泛应用于石油化工、国防工程及航空航天等领域。设备运行时法兰连接受力不均匀则影响垫片应力分布，引起法兰密封性下降，甚至于失效，而前人对法兰连接受力非均匀性的研究多为定性分析。所以，本文以换热器管箱法兰为研究对象，建立评价应力分布非均匀性的指标，并利用ANSYS及M

4、ATLAB软件，对不同工况下法兰连接受力非均匀性进行定量分析，本文所做工作如下：（1）基于Waters弹性理论，讨论法兰连接结构的受力与变形关系，得出法兰连接受力平衡方程与变形协调方程。（2）利用有限元软件建立法兰连接结构三维仿真模型。在预紧工况下对螺栓非均匀预紧模型进行分析，得出应力分布与变形规律，分析可知在非均匀预紧时，由于预紧载荷波动，密封垫片周向应力分布不再均匀，应力分布非均匀程度提高。在操作工况下对非均匀温度场耦合仿真模型进行分析，可知在非均匀温度场中，密封垫片不同区域密封效果相异，法兰结构容易密封失效。（3）引入应力分布非均匀性

5、的概念，建立了评价应力分布非均匀性的指标，采用MATLAB软件对有限元仿真数据进行计算，对不同工况下法兰盘、垫片、螺栓截面应力分布非均匀性进行定量分析，得出在非均匀温度场中不同载荷幅度变化率下，垫片应力非均匀系数λ的增长率。（4）对法兰连接紧密性进行分析，得出非均匀温度场作用下，螺栓预紧载荷变化幅度与法兰变形规律，并对非均匀温度场中法兰连接的紧密性进行评估；基于法兰连接受力非均匀性的分析，得出了垫片受力分布非均匀性指标与紧密性参数Tp关系。关键词：化工设备法兰连接受力非均匀性有限元论文类型：应用研究II英文摘要Subject：Analysi

6、sofForceNon-uniformityofChemicalEquipmentFlangeSpeciality：ChemicalProcessEquipmentName：liWeihong(signature)Instructor：liXiaohong(signature)AbstractAsanimportantsealingcomponentofChemicalequipmentandOilandGaspipelines,flangeconnectionplaysanextremelyimportantroleinthesafeop

7、erationofequipment.Becauseofitsgoodsealingperformance,convenientreplacementandhighstrength,itiswidelyusedinpetrochemical,defenseengineeringandaerospaceindustries.Takingthetubeboxflangeoftheheatexchangerastheresearchobjectthispaperanalyzesthestressdistributionnon-uniformity

8、oftheflangeconnectionunderpreloadingconditionsandoperatingconditions,anddiscussesthenon-u