夹套翻边角度对强度性能和疲劳寿命的影响.pdf

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1、第37卷第1期VO1．37No．12015文章编号：1007—6735(2015)01—0071—08DOI：10．13255／j．cnki．jusst．2015．01．013夹套翻边角度对强度性能和疲劳寿命的影响苏文献，周欢，刘雷敏(1．上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093；2．中IN科学院上海硅酸盐研究所，上海200050)摘要：针对换热器中圆筒接管与夹套的连接结构对总体应力场的影响，采用Ansys参数化语言)DL，建立换热器下管箱及其夹套、保温层的结构分析模型．根据该换热器的操作工况，施加温度、压力载荷，对翻边夹套结构的

2、翻边角度进行参数设计分析．对不同角度的夹套翻边结构在各载荷工况下的应力强度和疲劳寿命进行有限元分析，并对应力强度进行校核及疲劳寿命的对比分析．在保证设备静强度及寿命均满足要求的情况下，给出了设备的推荐夹套翻边角度．该研究对圆筒接管与夹套的设计提供了有效的参考，具有一定的工程应用价值．关键词：夹套结构；翻边角度；参数设计；疲劳寿命中图分类号：TQ052文献标志码：AEffectoftheFlangingAngleofJacketonStressandFatigueLifeSUWenxian，ZHOUHuan。LIULeimin2(1_Sc／

3、molQ厂日删andPawerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shm,~hai200093，China；2．ShanghaiInstituteofCeramics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China)Abstract：Thejointofthecylindernozzleandjacketisoneofthekeycomponentsoftheheatexchanger，whichhasmucheffec

4、tonthestressoftheequipment．APDLlanguagewasappliedtoestablishthestructuralanalysismodelofthebottomchanne1withjacketandinsulation．Accordingtotheoperationconditions，thetemperatureandpressurewereloadedtoobtainthestressintensityandfatiguelifeatdifferentanglesofjacketedflanging

5、structure．Therecommendedflangingangleofjacketwasgivenaftercheckingandcomparingthestressintensityandthefatiguelifeoftheequipment．Theresultprovidesaneffectreferencetothedesignofthejointstructureandhasacertainengineeringapplicationsignifigance．Keywords：jacket；flangingangle；p

6、arameterdesign,fat~gue￡管箱接管与夹套有三种连接形式：全封闭结构、经验性较强且没有进行定量分析．以工程中一台立套管结构和翻边结构．研究结果表明，翻边结构具有式换热器的下管箱为研究对象-5]，对翻边夹套结良好的受力特性，且适用于承受交变载荷的设构的翻边角度进行参数设计分析，在复杂载荷作备卜．目前，对于管口、凸缘穿过夹套封闭件的翻用下进行应力强度及疲劳寿命分析，并比较各夹套边角度，标准中定性地给出45。的夹套翻边角度引，翻边角度的受力及疲劳寿命，给出一个推荐的夹套收稿日期：2013一i0—31第一作者：苏文献(1967一

7、)，男，副教授．研究方向：过程设备设计．E-mail：digestsu@163．com72上海理工大学学报2015年第37卷翻边角度供工程设计参考由上图可知，载荷既有压力载荷，又有温度载荷，在此出于安全方面的O考虑O，O取O正常O操O作O时两O种最01几何结构和载荷工况76543210l2鲫∞恶劣的载荷组合工况：工况A夹套压力0．4MPa、夹套温度7．8℃，换热器下管箱的主要几何尺寸如表1所示，其管程压力一0．1MPa、管程温度31．4℃；中下管箱内简体和连接法兰均为06Crl9Nil0，夹套工况B夹套压力0．6MPa、夹套温度170℃，

8、部件材料为Q345R，保温层材料为泡沫玻璃．管程压力一0．1MPa、管程温度170℃．表1结构尺寸参数由于温度是随时间波动的，材料在不同温度下Tab．1Structureparameter的物