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管道轴向压入式接头力学分析及结构优化
| 论文题名： | 管道轴向压入式接头力学分析及结构优化 |
| 关键词： | 管道运输;轴向压入式连接;力学分析;结构优化 |
| 摘要： | 管道运输是继铁路、公路、水路和航空运输之后的第五大运输方式，而金属管道非焊接连接新方法是石油、天然气等行业急需开发的技术。本文利用金属材料的弹塑性力学和薄壳力学的基本原理研制出了轴向压入式管道连接接头，轴向压入式连接技术是一种典型的金属管道非焊接连接技术。 首先，根据轴向压入式连接技术的连接机理和相关技术要求，设计了该类型的管接头和连接管件。以弹塑性力学、材料力学、薄壳力学为理论基础，利用工程近似法简化管接头结构，建立力学模型，分析了该类型管道连接技术的力学原理，获得了管接头的连接所需的预紧力和过盈量、管接头能够承受的最大内压以及管接头密封失效时的应力等参数计算的解析表达式，为该类管接头的研制提供了理论基础。 其次，针对轴向压入式管接头密封连接的性能要求，对管接头进行了结构优化，建立了管道连接的二维和三维有限元模型，采用MSC.SuperForm有限元分析软件对优化前后的管接头的密封性能进行了分析，获得了该类管接头密封连接所能承受的轴向载荷、内压、扭矩和弯矩的极限值，经过分析对比表明结构优化后的管接头连接密封性能更加优越。 最后，利用电子拉力试验机对该类管接头进行压接试验和拉拔试验，获取了管接头的压接载荷和拉拔载荷等数据，试验数据与有限元模拟结果基本吻合，相对误差在允许范围内，表明有限元模拟结果是正确的。 通过对轴向压入式管接头的研究，提出了一种新型的管道连接技术，为该类管接头在工程上的应用奠定了基础。 |
| 作者： | 聂根辉 |
| 专业： | 材料加工工程 |
| 导师： | 黎俊初 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌航空大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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