大型轴流压缩机焊接机壳的动态特性分析

根据轴流压缩机的运行特性及工况条件,用有限元法对大型轴流压缩机焊接机壳进行了动态特性分析,获得了机壳的各阶固有频率和振型,明确了焊接机壳的薄弱环节.通过热稳态及瞬态动力学有限元分析,得到了焊接机壳的温度、应力和变形分布云图,以及危险区域的瞬态应力和变形曲线.提出了焊接机壳的改进方案,通过分析比较取得了改进参数,并验证了其合理性.     

离心式压缩机焊接机壳结构的研究与优化设计

以沈阳透平机械股份有限公司生产的离心压缩机为例,分析和研究离心压缩机焊接机壳的强度.通过运用ANSYS强度分析软件对焊接机壳进行分析,从而得到压缩机机壳的外壳板、端板和中分面法兰的受力情况和在外载荷作用下机壳厚度变化过程,在此基础上确定机壳结构合理性,并提出相应的结构优化设计方案.     

大型轴流压缩机焊接机壳结构设计及优化

针对某型号大型轴流压缩机,基于CAD/CAE现代设计方法,利用Pro/E三维设计软件,在满足互换性的要求下,设计了可以代替铸造机壳的焊接机壳。采用ANSYS Workbench软件对下机壳结构进行静力分析,确定下机壳应力分布和位移;利用DOE优化技术,分析了下机壳外壳板及进、排气筒板厚与机壳变形和质量间的关系。在此基础上,在保证下机壳变形量不增加的情况下,对板厚进行优化,达到机壳减重、节约材料的目的。     

轴流压缩机机壳稳态运行特性的数值模拟

通过有限元软件,对轴流压缩机机壳的静力及热稳态运行时的温度场、应力场和变形场进行了有限元分析。静力分析结果显示,机壳在静载作用下的变形及应力均不大,满足设计要求。热应力分析表明：机壳大部分区域等效应力较低,中腔到排气腔的过渡处及排气腔法兰处应力较高,最大应力值为922MPa,超过了材料的屈服强度;机壳在热膨胀的作用下,排气腔直径扩张19mm左右,并且,机壳有较大的轴向伸长,应加强机壳相应部位的强度及刚度,保证机壳安全可靠地运行。分析结果为轴流压缩机机壳的优化提供了参考。     

大型离心式压缩机铸造机壳的静态有限元分析

为了给某型号离心式压缩机铸造机壳改进设计提供理论依据,对其进行了静态有限元分析,并针对机壳模型特征繁多、曲面复杂,网格划分不易,致使有限元分析不能进行的问题提出了具体解决方法。结果表明了该方法的可行性,可应用于其它铸造机壳或焊接机壳的静态有限元分析中,为分析节省时间,提高效率。     

大型轴流压缩机机壳焊接工艺及变形控制

分析了大型轴流压缩机焊接机壳的结构特点,选择(Ar)80%+(CO2)20%富氩混合气体保护焊的焊接工艺方法,并按标准进行了相关工艺试验,通过合理的拼装顺序有效控制了机壳的焊接变形,焊后各项指标达到设计要求。     

离心式压缩机焊接机壳坡口规范设计与应用

针对不同形式的机壳,进行各部位焊接坡口形式分类,确定机壳中常用的焊接坡口形式、焊缝标注代号,为设计者在焊接机壳的设计中提供了方便和依据.     

拼焊顺序对大型焊接机壳中分法兰变形的影响

利用热弹塑性有限元方法对大型轴流焊接机壳中分法兰的变形状态进行了数值计算,建立有限元模型,分别计算三种拼焊方案下机壳中分法兰的变形情况。定量地预测了不同拼焊顺序下机壳中分法兰的变形,得到了可获得最优变形状态的拼焊顺序。对比中分法兰计算变形和实际变形测量数据,吻合良好,证明数值优化方法用于大型结构的变形预测是可行的。     

百万吨乙烯装置离心压缩机机壳的焊接

简介了百万吨乙烯装置用离心压缩机焊接机壳的结构特点,从可焊性分析、法兰与密封体的焊接、焊接工艺措施等方面,介绍了其焊接工艺要点。得出了所采用的焊接工艺是合理的等3点结论。     

离心压缩机焊接机壳焊接工艺试验研究

将铸造机壳改为焊接机壳是国内首创，亦是发展方向，介绍了焊接机壳用大厚度钢板的Ｚ向拉抻，Ｚ向窗口及Ｙ型坡口拘束焊接试验研究；简介了所研制的高塑性，高韧性电焊条。提出了采用了混合气体保护焊接新工艺及合理的焊接顺序和预防焊接变形拘束措施，并成功地应用于长３．６９米宽，３．０８米高３．８４米总重３４吨，２ＭＣＬ１００５离心压缩机的焊接机壳。     

爆炸容器法兰结构的有限元计算分析

利用ANSYS有限元分析软件,对法兰结构进行三维有限元计算,并采用对比试验验证了数值模拟的可靠性。数值计算给出了容器筒体发生塑性变形时法兰连接结构的详细的应力情况,得到以下结论：法兰张角是法兰系统整体强度和刚度的直观反映,可作为表示法兰失效的量化参数;法兰连接结构的最大应力出现在螺栓内侧及螺栓孔外侧靠筒体处;法兰环厚度是引起法兰结构受力变化最敏感的法兰尺寸,锥颈的宽度和法兰外径相对于法兰环厚度的变化对法兰强度的影响要小得多;螺栓孔中螺栓的位置和螺栓预紧力对孔周围的受力情况影响很大。这些结论为后续爆炸容器法兰结构设计及开展相关试验提供了可靠依据。     

采用VDI2230的风力发电机组塔简法兰联接处螺栓强度分析

针对风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓轴线与法兰横向对称中心线不一致,且螺栓所受外载荷为偏心载荷的问题,基于VDI2230螺栓联接理论对法兰联接处螺栓进行理论分析,计算出实际工况下螺栓螺纹处的等效应力,采用有限元理论对法兰联接处螺柃在MSC.Marc/Mentat环境中进行接触强度分析,有限元结果与理论计算结果基本吻合.研究为螺栓联接强度分析提供了新的思路.     

Numerical investigation of bolt fitting and fastening forces by elastoplastic finite element analysis

The bolt–flange fitting and detaching processes are numerically investigated by the updated Lagrangian elastoplastic finite element analysis. The elastoplastic behavior of the flange is modeled by the power-law plastic model with the isotropic strain hardening, while assuming the bolt to be rigid by virtue of the big difference in the material stiffness between bolt and flange. Through the parametric numerical analyses of the bolt–flange fitting and detaching processes with respect to the shape of the bolt cross-section, the characteristics of the bolt fitting and fastening forces are investigated. The validity of the simplified 2-D axisymmetric finite element model is examined through the comparison with the numerical results obtained by 3-D full finite element model. As well, the effects of the bolt petal number on these forces are investigated, and the experiment is performed to verify the numerical simulation.     

高温下法兰系统温度分布及螺栓载荷变化

建立了高温下法兰-螺栓-垫片实验装置,采用热电偶测量温度,并采用中温应变片测量螺栓载荷,试验研究不同法兰内壁温度下,各组件的温度分布以及螺栓载荷的变化规律;同时,建立了与试验工况相同的高温法兰稳态热-结构耦合有限元模拟模型,利用试验数据对模拟结果进行了验证。结果表明,高温下沿法兰内壁至法兰外沿会形成明显的温度梯度。法兰内壁、法兰外壁、螺栓、法兰外沿4个位置的温度依次降低。在本试验的法兰、螺栓及垫片属性下,随着法兰内壁温度升高,螺栓载荷降低,且载荷的均匀程度也降低。试验结果与数值模拟结果表明,采用有限元模型研究高温下法兰密封性能是可行的。     

活节螺栓法兰垫片连接系统有限元分析与结构改进

应用ABAQUS软件,在考虑预紧力和内压作用的工况下,对某厂所设计的压力容器非标活节螺栓法兰垫片连接系统进行三维有限元应力分析。根据应力分析结果进行线性化处理,按照JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》对其进行应力强度评定。结果表明,由于结构的复杂性,原设计结构的耳板、上法兰和筒体的应力强度不满足要求,需加厚上法兰并在筒体上安装加强板以减小其应力强度值。对具有不同厚度上法兰和不同长度加强板的该结构进行应力分析,得到既满足强度要求和密封要求,又节省材料的设计参数,同时总结了上法兰厚度和加强板长度对连接系统上法兰和筒体应力的影响规律。这对类似结构的设计具有一定的指导意义。     

金属石墨缠绕垫片蠕变对法兰接头密封性能的影响

法兰接头在高温环境中工作时,接头各个部件的蠕变松弛会加剧,然而在法兰接头的研究中,大多没有考虑垫片的蠕变松弛。以金属石墨缠绕垫片为例,在不同温度及不同初始密封比压情况下进行蠕变松弛性能试验;将试验结果进行拟合得到垫片蠕变松弛性能计算公式,将其代入法兰接头变形协调方程中,计算得到接头蠕变2年的螺栓力随时间的变化情况。使用ANSYS软件建立法兰接头有限元模型,并计算不同部件蠕变2年所造成的螺栓力的松弛情况。理论计算结果与有限元计算结果相近,表明建立的理论模型可用于接头螺栓力松弛的评估。研究结果表明：初始密封比压相同时,温度越大则垫片的蠕变量越大,温度相同时,初始密封比压越大则垫片的蠕变量越大;垫片蠕变对法兰接头有显著影响,在一些情况下仅垫片蠕变就能使螺栓力下降40%,因此垫片蠕变对法兰接头的影响不能忽略。     

高压自紧式法兰密封结构研究

对高压自紧式法兰密封结构进行研究，推导自紧式法兰密封比压和螺栓载荷的计算公式，并通过有限元方法进行了验证。结果表明：密封比压与内压呈一阶线性递增的关系：密封面越窄密封比压随内压递增速度越快，法兰端面与T形垫片支撑面间隙越大则初始密封比压越大。对某自紧式法兰进行结构以及热-结构耦合分析，研究内压、温度、弯矩工况的影响。结果表明：升温对高压和低压2种工况的密封性能影响不同，低压下升温使密封比压增大，高压下升温则会使密封比压有所减小；高压自紧式法兰密封受压侧垫片密封面上应力随弯矩增大先减小，但当弯矩增大到一定值后，该应力随着弯矩的增大而增大。     

离心压缩机阶梯焊接机壳水平法兰变形的控制

针对阶梯型焊壳的焊后变形的问题,进行了铆焊工艺改进,最终采取控制焊序和利用反变形的措施,使大型阶梯焊壳水平法兰的变形得到了控制.