幾種典型膨脹節(jié)的有限元分析.pdf

1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，膨脹節(jié)逐漸向大型化趨勢發(fā)展，現(xiàn)有標準GB16749中膨脹節(jié)規(guī)格已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)需要，對大型膨脹節(jié)進行有限元分析成為必要的設計手段。本論文針對壓力容器用厚壁U型膨脹節(jié)和管道用鉸鏈型膨脹節(jié)等幾種典型膨脹節(jié)進行有限元分析，主要內(nèi)容如下:
　　 1、對厚壁膨脹節(jié)進行分析時，采用了常規(guī)設計和分析設計兩種方法。常規(guī)設計中參考GB16749標準對DN4216mm的厚壁膨脹節(jié)進行設計，而在分析設計中，利用ANSYS軟件，分

2、別采用SHELL51單元和PLANE82單元進行有限元分析，計算得到各項應力計算結(jié)果。將常規(guī)設計和采用SHELL51單元分析設計的結(jié)果比較，兩種計算結(jié)果的應力相差最大8.1％，且采用SHELL51分析的結(jié)果偏小，DN4216mm的膨脹節(jié)采用常規(guī)設計是可行的。通過比較兩種分析設計結(jié)果，對膨脹節(jié)設計起主要作用的兩個應力σ1和σR的計算結(jié)果分別相差7.1％、7.7％，在工程設計中采用兩種單元類型對膨脹節(jié)進行分析設計的差異不大。
　　

3、2、對膨脹節(jié)波高h、波距W和壁厚S三個主要波形參數(shù)進行優(yōu)化設計，優(yōu)化過程中提出在同一界面內(nèi)建立兩個相互獨立的膨脹節(jié)模型的建模方法，再分別施加內(nèi)壓和軸向位移，從而實現(xiàn)對兩種工況的同時優(yōu)化，優(yōu)化后膨脹節(jié)的總體積減少了31.0％。
　　 3、對DN2200mm的萬向鉸鏈型膨脹節(jié)進行有限元分析，并通過JB4732標準對應力結(jié)果進行分類并校核，評定膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)設計滿足工況要求。
　　 4、對兩種萬向環(huán)進行等質(zhì)量承載能力比較，方形萬向