热机载荷下螺栓法兰连接系统的安全评估

《热机载荷下螺栓法兰连接系统的安全评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ＷｕｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ硕：ｔ学位论文．户．山：＞纪，，、，一Ｖ．热机載荷下螺栓法兰连接系统的安全评估学科专业；化工过程机械研究生：陈瑶指导教师：郑小涛副教授培养单位；机电工程学院二０—五年五月分类号：ＴＨ１３１．３学校代号：１０４９０学号；２０１２０２０５４密级：张巧么气武汉工程大学硕±学位论女热机载荷下螺栓法兰连接系统的安全评估作者姓名：陈瑶导师姓名、职称；郑小涛副教授申请学位类别：工学硕±学位学科专业名称：化工过程机械研究方向：结构安全论文提交日期；年月日论文答辩日期：

2、２０１５年５月２３日学位授予单位；武汉工程大学学位授予日期：年月日答辩委员会主席：陈作炳TheSafetyAssessmentofBoltFlangedSystemunderThermo-MechanicalLoadingsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：ChemicalProcessMachineryCandidate：ChenYaoSupervisor：A.PZhengXiao-taoWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China独创性声明本人声明所呈交的学位

3、论文是我个人在导师指导下进行的。引用的内研究工作及取得的研究成果尽我所知，除文中已经标明容外，本论文不包含巧何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，均己在文中明确方。对本文的研究做出贡献的个人和集体由本人承担。式标明。本人完全意识到本声明的法律结果学位论文作者签名：奸月／日６学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的目Ｐ国家有关部口或化构送交论文的复印规定，：我校有权保留并向。本人授权武汉工程大学研究生化可件和电子版，允许论义被查阅从将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库迎行检索，可。采用影印、缩印或

4、扫描等复制手段保存和汇编本学位论义。保密〇，在年解密后适用本段权书本论文／萬于不＂在ｌｉｌ上方框内打叫）（请学位论文作者签名：指导教师签名２０／弁（月／日２〇／祥《月）日摘要由于可重复拆卸、易安装、成本低廉的特性，螺栓法兰连接系统被广泛的应用于工业、电力、航空航天等领域。本文从法兰应力、垫片应力、螺栓线膨胀系数影响下的螺纹安定性三方面进行分析。基于有限元分析方法，分析稳态温度场与瞬态温度场，得出位置点处的温度，进一步得到位置点温度趋于稳定的时间。在升温方式2（内壁温度逐渐升至目标温度）中温度稳定时间与升温时间之间的关系是线性的，为TT0.893.996，1其

5、中T1为温度稳定时间，T为升温时间。根据温度场作用下的应力场，可知瞬态温度场下的升温方式3为合理的升温方式。分析多种升温区间下的应力场，采用tresca屈服准则，得到该升温区间的最短升温时间。进一步确定保温时间，将多种升温方式进行组合，得出升温总时间，升温总时间最短且应力波动较小的即为较优升温方式。本文中螺栓法兰结构的较优升温方式为0~150~300~400℃，具体升温方式为内壁升温至150℃，保温1200s，内壁在1300s的时间内从150℃升温至300℃，保温1200s，在1700s中升温至400℃，总升温时间为1.5h。分析螺栓法兰材料、垫片压缩回弹特性、垫片内外径因素对垫片应力的影

6、响。根据分析结果可知螺栓、法兰、螺母的弹性模量与泊松比的变化对垫片应力影响很小。垫片压缩回弹特性曲线越靠左越硬，垫片的内外径应力差值越大，垫片越靠右越软，垫片内外径应力差值越小。三种回弹特性曲线下的垫片平均应力值均为55MPa，与垫片的压缩回弹特性无关。本文结构中垫片宽度超过59mm时，垫片上的应力不再减小，且垫片平均应力与垫片宽度成反比。使用Abdalla计算方法,改变螺栓线膨胀系数得出循环热机载荷下螺栓上的弹性安定载荷。根据计算结果可知内压对螺栓法兰弹性安定极限没有影响，当螺栓与法兰的线膨胀系数接近时，对保证螺纹处的弹性安定有利。关键词：垫片；温度；螺栓；法兰IAbstractDuet

7、orepeateddisassembly,easyinstallation,lowcost,boltedflangedsystemiswidelyappliedinindustry,electricpower,aerospaceandotherfields.Thispaperisstudiedthreeaspects,suchastheinfluenceofdifferentheatingstylesonboltedfl