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高温高压法兰的设计分析及寿命评估
| 论文题名： | 高温高压法兰的设计分析及寿命评估 |
| 关键词： | 管道连接部件;法兰;结构设计;寿命评估 |
| 摘要： | 法兰作为管道连接系统的重要组成部件，在生产中广泛被应用。其中在核能、石油化工和发电等领域起到举足轻重的作用。随着科学技术快速发展，对法兰要求也有更高的要求。其中包括法兰要具有耐高压、高温和耐腐蚀等方面的特性。在生产过程中，由于法兰失效或泄漏引起的事故往往比较严重，这不仅给生产带来经济损失，还有更恶劣的社会影响。所以对一些特殊法兰，进行产品设计、应力分析、失效形式分析以及寿命评估等工作很有必要。目前一些学者主要对法兰泄漏和法兰密封等领域研究比较多，很少研究因法兰本身失效而引起的失效问题。还有就是现有的标准法兰很难适应日益变化的生产需求。所以针对不同领域各自特点，设计符合特殊要求的法兰，保证生产安全，尤为重要。另一方面，从资源节约和生产经济角度也有一定意义。 对上述的一些问题，本文针对某一具体实例来展开工作。首先明确法兰设计要求。此次法兰设计要求是:法兰工作在高温、高压环境下，且法兰规格较大。目前在国内外标准法兰中，无合适的标准法兰可供选择使用。因此需要对法兰进行设计。论文工作重点是通过华特氏法兰设计方法，设计两种不同密封形式法兰。一种为环连接面法兰另一种为突面法兰。设计完成后，对法兰从应力和疲劳寿命方面进行比较分析。具体分析过程为，运用三维软件进行实体建模，通过有限元软件对法兰应力进行模拟仿真分析。找到法兰在模拟工况条件下的应力危险点，分析法兰应力分布情况。寿命评估过程为，首先提取法兰危险点的应力随时间变化曲线图。其次，将应力-曲线图通过雨流计数法进行应力统计分类。最后，通过实验中得到法兰材料疲劳-寿命数据，计算得到法兰材料疲劳应力加载次数-寿命损伤公式，利用此公式经过相应的计算，得到单次加载过程中法兰寿命损耗值。 |
| 作者： | 郝宏亮 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杜冬梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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