V形膨胀节的承载和补偿能力分析及膨胀节成形过程模拟

摘要

膨胀节是受热管网和设备进行热补偿的关键部件之一，除了位移补偿的作用之外，还同时兼有减震降噪和密封的功能。膨胀节是一个比较特殊的受力结构，在使用中要求它既要有高的承压能力，又要有良好的柔性。此外，膨胀节还应具备一定的稳定性和疲劳寿命。因此，由于结构和要求特殊，膨胀节的设计、选材、制造、试验等不同于一般的压力容器和管件等结构件，它的设计必须遵循特有的规范和标准。 本论文对不同侧壁偏角的V形膨胀节进行了承载能力和变形补偿能力的有限元分析，目的是为V形膨胀节的推广和相关标准的制订提供一定的参考。 首先，论文建立了不同侧壁偏角的V形膨胀节的参数化有限元模型，分别采用分析设计和极限分析两种方法考察了V形膨胀节承受内压和轴向载荷的能力。结果表明：分析设计和极限分析两种方法的结果一致，侧壁偏角越小，内压承载能力越强，轴向承载能力越弱。 其次，论文采用分析设计法对不同侧壁偏角的V形膨胀节进行了变形补偿能力的分析。结果表明：侧壁偏角越小，轴向补偿能力越强。 最后，对膨胀节的成形过程进行了数值模拟。使用三维实体单元进行建模，对其进行静力分析，施加膨胀节成形时的最终载荷，得到了膨胀节成形时，成形模各部分及管坯的应力情况；使用二维实体建模，对其进行瞬态分析，模拟了膨胀节的成形过程。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章 绪论

1.1课题来源及项目名称

1.2前人研究工作综述

1.2.1膨胀节概述

1.2.2波纹管膨胀节相关标准研究

1.2.3波纹管膨胀节研究方法简介

1.2.4膨胀节研究进展

1.3本论文研究内容

1.4本课题的难点

1.5本课题的创新点

第二章 有限元模型的建立

2.1有限元及ANSYS软件简介

2.1.1有限元理论简介

2.1.2 ANSYS通用有限元程序简介

2.2 V形膨胀节有限元模型的建立

2.3单元类型的确定

2.4网格密度的确定

2.5边界条件和载荷形式

2.6膨胀节的材料机械性能

2.7参数化命令流的编制

第三章 V形膨胀节的承载能力和轴向补偿能力的分析

3.1分析设计和极限分析简介

3.1.1分析设计简介

3.1.2极限分析简介

3.2 V形膨胀节的承载能力的分析

3.2.1 V形膨胀节在内压作用下的承载能力分析

3.2.2 V形膨胀节轴向承载能力分析

3.3 V形膨胀节轴向变形补偿能力分析

3.4本章小结

第四章膨胀节成形过程模拟

4.1膨胀节制造工艺简介

4.1.1波纹管的成形方法

4.1.2液压成形

4.2膨胀节成形加工过程及成形后的结构

4.3成形过程有限元模拟与分析

4.3.1三维稳态分析

4.3.2二维瞬态分析

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1论文的主要结论

5.2对于本课题研究的展望

参考文献

致 谢

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