發(fā)布時間：2020-07-18 13:25

【摘要】： 由于其良好的變形補償能力,膨脹節(jié)廣泛應用于石油、化工、電力等領域。隨著工業(yè)生產規(guī)模的擴大,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,如何更經濟地設計膨脹節(jié)結構也就顯得越來越重要。 本論文對大型膨脹節(jié)的承載能力等進行了有限元分析,目的在于考察目前膨脹節(jié)標準對大型膨脹節(jié)的適用性。 首先,建立了大型膨脹節(jié)有限元分析模型,分別對其在內壓和位移載荷作用下的應力大小和分布進行了分析,并與膨脹節(jié)標準中的公式計算結果進行了對比。結果表明：對于超出現行國內膨脹節(jié)設計標準規(guī)定尺寸的大型膨脹節(jié),其強度計算仍可以按照GB16749-1997《壓力容器波形膨脹節(jié)》進行。但是,膨脹節(jié)的公稱直徑越大,按標準進行強度設計的保守程度越小。 其次,應用有限元方法,就膨脹節(jié)直徑與厚度對各項應力及極限承載能力的影響進行了一系列的對比分析。研究發(fā)現：隨著膨脹節(jié)厚度的增加,其經向應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圈U形膨脹節(jié)進行了線性應力分析和極限載荷計算,并與無加強的U形膨脹節(jié)進行了對比。結果發(fā)現,加強圈的設置使得膨脹節(jié)的多數應力水平下降20%-80%,承載能力提高約3倍。
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH136
【圖文】：

擇出合適的單元類型，可以既保證有限元計算精度又提高計算效率。而計算結果的準確性，就由單元形狀的好壞與網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形波紋管的網格劃分Fjg.2一 9MeshjngofthelargeU一 shapedbellows2.2.2.3邊界條件和載荷形式在進行內壓載荷分析時，將膨脹節(jié)上下邊緣施加固定約束，在膨脹節(jié)內表面施加4.93MPa的壓力(圖2一10);在進行位移載荷分析時，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負方向)位移載荷(圖2一11)。

圖2一10受內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JB4732一95《鋼制壓力容器一分析設計標準))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)的強度分析圖2一10受內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JB4732一95《鋼制壓力容器一分析設計標準))可知，16MnR的彈性模量E=ZellPa，泊松比件=0.3。

【引證文獻】

相關碩士學位論文 前1條

1 車艷亮;金屬波紋管虛擬設計系統開發(fā)[D];燕山大學;2012年

本文編號：2760945