本文關(guān)鍵詞：大型膨脹節(jié)設(shè)計方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：作為彈性變形補償結(jié)構(gòu),膨脹節(jié)在航天航空、石化、電力、汽車和船舶等行業(yè)應(yīng)用廣泛。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大,波紋管膨脹節(jié)日趨大型化,結(jié)構(gòu)亦日趨復(fù)雜化。對于膨脹節(jié)的這種發(fā)展趨勢,現(xiàn)有的膨脹節(jié)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)需要不斷更新和完善,膨脹節(jié)設(shè)計和分析手段也需要不斷研究和實踐。本論文利用有限元法對管道用Ω形波紋管膨脹節(jié)和單式及萬向鉸鏈型波紋管膨脹節(jié)進行分析,主要內(nèi)容有：(1)本論文采用了常規(guī)設(shè)計和有限元分析兩種方法對Ω形波紋管進行設(shè)計。常規(guī)設(shè)計參考GB/T12777-2008《金屬波紋管膨脹節(jié)通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)；有限元法則借助ANSYS軟件,采用PLANE 182軸對稱單元建立波紋管分析模型。有限元分析得到的各項應(yīng)力與常規(guī)設(shè)計結(jié)果比較一致。(2)分別采取應(yīng)力分類法和極限載荷法對DN2200mm和DN5500mm兩種單式鉸鏈型膨脹節(jié)以及DN2200mm和DN6200mm兩種萬向鉸鏈型膨脹節(jié)進行應(yīng)力以及位移計算,并在極限載荷分析基礎(chǔ)上,應(yīng)用正交試驗法對各設(shè)計實例進行輕量化分析和剛度增強設(shè)計。結(jié)果表明,極限載荷法更加適合大型鉸鏈型膨脹節(jié)的設(shè)計。(3)利用ANSYS軟件中的優(yōu)化模塊對Ω形波紋管的波距q、平均半徑r,壁厚T以及開口外壁曲率半徑r0四個主要波形參數(shù)進行了以波紋管質(zhì)量為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計。為實現(xiàn)內(nèi)壓和位移兩種工況條件的同時優(yōu)化,需要在一個有限元界面內(nèi)建立兩個獨立的波紋管模型,分別施加這兩種載荷。優(yōu)化后波紋管的總質(zhì)量減少了54.97%。(4)利用VB對ANSYS軟件進行二次開發(fā),編寫出U形波紋管和Ω形波紋管自動化優(yōu)化設(shè)計軟件,實現(xiàn)波紋管的輕量化設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：波紋管 有限元分析 剛度 極限載荷 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-15
• 符號說明15-17
• 第一章 緒論17-25
• 1.1 課題研究背景17
• 1.2 概述17-21
• 1.2.1 膨脹節(jié)承力結(jié)構(gòu)件介紹17-19
• 1.2.2 國內(nèi)外膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)19-21
• 1.3 波紋管膨脹節(jié)研究進展21-24
• 1.3.1 波紋管的強度研究21-22
• 1.3.2 剛度研究22
• 1.3.3 穩(wěn)定性研究22-23
• 1.3.4 疲勞壽命研究23
• 1.3.5 振動研究23
• 1.3.6 材料研究23-24
• 1.4 本論文研究內(nèi)容24-25
• 第二章 Ω形波紋管膨脹節(jié)有限元分析25-41
• 2.1 Ω形波紋管常規(guī)設(shè)計25-29
• 2.1.1 波紋管參數(shù)26
• 2.1.2 常規(guī)設(shè)計26-27
• 2.1.3 波紋管應(yīng)力校核27-28
• 2.1.4 其他性能參數(shù)計算28-29
• 2.1.5 常規(guī)計算結(jié)果29
• 2.2 采用PLANE 182軸對稱單元對Ω形波紋管進行有限元分析29-38
• 2.2.1 有限元模型的建立29-31
• 2.2.2 有限元分析載荷31
• 2.2.3 路徑設(shè)置31-32
• 2.2.4 載荷、邊界條件及計算結(jié)果32-37
• 2.2.5 有限元計算結(jié)果校核37-38
• 2.2.6 常規(guī)計算與有限元計算的比較38
• 2.3 本章小結(jié)38-41
• 第三章 單式鉸鏈型膨脹節(jié)設(shè)計41-59
• 3.1 應(yīng)力評定依據(jù)41-42
• 3.2 DN2200單式鉸鏈型膨脹節(jié)輕量化設(shè)計42-49
• 3.2.1 DN2200單式鉸鏈型膨脹節(jié)的常規(guī)設(shè)計42-43
• 3.2.2 以應(yīng)力分類法的計算結(jié)果43-45
• 3.2.3 以極限載荷法的計算結(jié)果45-46
• 3.2.4 膨脹節(jié)輕量化設(shè)計46-49
• 3.3 DN5500單式鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計49-56
• 3.3.1 設(shè)計條件49-50
• 3.3.2 以應(yīng)力分類法的計算結(jié)果50-52
• 3.3.3 以極限載荷法的計算結(jié)果52-53
• 3.3.4 膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計53-56
• 3.4 本章小結(jié)56-59
• 第四章 萬向鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計59-79
• 4.1 DN2200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計59-67
• 4.1.1 DN2200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的常規(guī)設(shè)計59-60
• 4.1.2 以應(yīng)力分類法的計算結(jié)果60-62
• 4.1.3 以極限載荷法的計算結(jié)果62-63
• 4.1.4 膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計63-67
• 4.2 DN6200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計67-75
• 4.2.1 DN6200萬向鉸鏈型膨脹節(jié)的常規(guī)設(shè)計67-68
• 4.2.2 以應(yīng)力分類法的計算結(jié)果68-70
• 4.2.3 以極限載荷法的計算結(jié)果70-71
• 4.2.4 膨脹節(jié)剛度增強設(shè)計71-75
• 4.3 膨脹節(jié)總體位移對波紋管壽命的影響75-77
• 4.3.1 波紋管參數(shù)76
• 4.3.2 波紋管的應(yīng)力校核比較76-77
• 4.4 本章小結(jié)77-79
• 第五章 波紋管優(yōu)化設(shè)計與軟件開發(fā)79-95
• 5.1 Ω形波紋管優(yōu)化設(shè)計79-84
• 5.1.1 波紋管優(yōu)化參數(shù)80
• 5.1.2 優(yōu)化模型80-81
• 5.1.3 應(yīng)力計算81-82
• 5.1.4 優(yōu)化結(jié)果82-84
• 5.2 波紋管膨脹節(jié)自動化優(yōu)化軟件開發(fā)84-92
• 5.2.1 軟件背景及編制原理84-85
• 5.2.2 波紋管自動化優(yōu)化軟件85-92
• 5.3 本章小結(jié)92-95
• 第六章 結(jié)論與建議95-97
• 6.1 結(jié)論95
• 6.2 后續(xù)研究建議95-97
• 參考文獻97-101
• 致謝101-103
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文103-105
• 作者和導(dǎo)師簡介105-106
• 附錄106-107

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 邵以華;汪建羽;;催化裂化裝置用特殊膨脹節(jié)的選材與設(shè)計[J];化工設(shè)備與管道;2009年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鐘云飛;在役直管壓力平衡型膨脹節(jié)壽命評估技術(shù)研究[D];華東理工大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：大型膨脹節(jié)設(shè)計方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：293641