D形螺栓n形環(huán)高壓密封結構模擬分析及改進研究.pdf

1、壓力容器的基本結構包括簡體、封頭、密封裝置、開孔與接管、支座及安全附件等。壓力容器必須滿足材料、設計、制造、檢驗等方面的基本要求,才能確保壓力容器在設計壽命內安全可靠地運行。對于高壓容器,頂蓋密封裝置是一個重要組成部分,其密封性能的好壞則是衡量一臺高壓容器設計成功與否的標志之一。D形螺栓n形環(huán)密封結構是以D形抗剪螺栓作聯(lián)接結構,n形環(huán)作密封圈實現(xiàn)高壓自緊線接觸密封的一種新型高壓密封裝置。其結構和強度設計雖經(jīng)過幾年的發(fā)展不斷完善,但還有很

2、多方面有待于進一步提高,本文研究目的是完善現(xiàn)有結構強度設計理論,并在結構輕量化上做進一步分析。本文研究歸結如下幾點:
　　 1、D形螺栓兩側的徑向分布壓力,即端蓋法蘭所受到D形螺栓傳遞的徑向分布壓力、D形螺栓與項蓋接觸部位的徑向分布壓力,在以往的研究中都假設沿簡體軸向在整個螺紋嚙合長度上呈單線性分布;實際分布情況如何則需經(jīng)試驗驗證,但D形螺栓與頂蓋和端部法蘭連接部位的接觸壓力分布情況實際上難以測量。本文利用有限元仿真分析技術,對

3、該結構進行了三維模擬計算,經(jīng)多組模型的模擬,擬合出D形螺栓接觸部位的徑向壓力分布曲線,經(jīng)適當簡化而得到的模型,可推薦應用于結構各部件強度設計計算,但本文分析得到的結果還有待于今后進一步的試驗驗證。
　　 2、對于結構中的端部法蘭強度計算,本文采用GB150類似的彈性基礎梁簡化模型理論,類比GB150中相關卡扎里密封結構的強度設計方法進行。
　　 3、由于D形螺栓n形環(huán)結構有一“傾覆力矩”作用在端部法蘭上,其作用點主要分布