軸向壓入式管接頭過盈量與密封性能的有限元分析.pdf

1、管道運行過程中存在著運輸介質不同,輸送介質時工作壓力的不同,運輸環(huán)境的不同等,這些因素的極大差異性使得在實際工程應用中所需要的管道連接方法也不盡相同。本文研究的是一種新型的非焊接管道連接技術—軸向壓入式管道連接技術,它是指金屬在低于再結晶溫度下,同種或者多種材料之間,基于材料在過盈配合作用下產生彈塑性變形的基本原理實現相互連接或密封的技術。
　　首先,根據初步設計的管接頭,簡化其結構建立力學模型,利用彈塑性力學的基本原理,分析管接

2、頭實現密封連接的力學原理。推導出管接頭實現密封連接的預緊力、管箍與套管過盈配合的過盈量、可承受的最大內壓等計算公式。在理論上對管接頭的密封性能進行了分析。為此類管接頭在實際工程中的應用提供理論基礎。
　　其次,運用ANSYS有限元分析軟件對2英寸管接頭的連接過程進行數值模擬。根據管接頭連接過程中管箍主密封環(huán)應力應變的情況,得出不同管道壁厚下管接頭最佳過盈量,并得出管道壁厚與過盈量的關系。經分析得出管接頭的過盈量并非越大越好,當過盈

3、量過大時,主密封環(huán)的平均接觸應力反而會減小。
　　最后,對管接頭密封性能進行了分析,運用 ANSYS瞬態(tài)動力學分析方法對管接頭的連接過程和密封失效過程進行了數值模擬,分析管接頭可承受的最大內壓。根據連接載荷與密封性能的兩個指標對管接頭的過盈量、厚度、尺寸進行優(yōu)化設計。發(fā)現優(yōu)化后的管接頭的密封性能更好,連接時所需的連接載荷也更小。
　　通過以上研究表明,軸向壓入式管接頭具有良好的密封性能,為該類管接頭在實際工程中的應用提供了可