長管拖車氣瓶瓶口外螺紋磨損數(shù)值分析.pdf

1、太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文I長管拖車氣瓶瓶口外螺紋磨損數(shù)值分析摘要長管拖車是一種氣體運輸設(shè)備，由多個大容積氣瓶安裝在汽車拖車底盤連接的框架或者將多個大體積氣瓶用綁帶固定在拖車底盤上，同時將氣瓶頭部連通用來輸送可壓縮性氣體，氣瓶體積大且承壓高，運輸效率高；可將氣體輸送到所有通公路的地方，覆蓋范圍廣。近年來，伴隨著我國天然氣工業(yè)的高速發(fā)展，長管拖車在我國得到了廣泛的應(yīng)用。在長管拖車定期檢驗過程中，發(fā)現(xiàn)長管拖車氣瓶瓶口外螺紋存在磨損現(xiàn)象，

2、螺紋牙磨損嚴(yán)重，為減少經(jīng)濟的損失，常需要重新加工瓶口外螺紋，然而多次加工螺紋易導(dǎo)致瓶口壁厚材料減少，變薄，無法滿足規(guī)范要求，同時其壁厚無法承受工作載荷而發(fā)生泄露，發(fā)生事故。本文受國家質(zhì)檢總局科技計劃項目（2013QK021）和國家公益性行業(yè)（質(zhì)檢）科研專項項目（201210020）的資助，對長管拖車進行了基本闡述，同時應(yīng)用ANSYS建立長管拖車氣瓶有限元模型，計算不同工況下氣瓶應(yīng)力及氣瓶瓶口外螺紋應(yīng)力分布，本文的研究內(nèi)容與結(jié)論如下：（1

3、）建立了帶有氣瓶瓶口、銷釘、支撐鋼板及法蘭的整體的三維14圓軸對稱有限元模型，進行了對應(yīng)的線彈性分析，結(jié)果表明：在內(nèi)壓載荷作用下，氣瓶瓶口外螺紋首圈嚙合螺紋牙根部承受的等效應(yīng)力是最大的，隨著連接螺紋數(shù)增加，螺紋等效應(yīng)力依次降低；在內(nèi)壓、自重與慣性載荷的共同作用下，首圈嚙合螺紋等效應(yīng)力最大，隨著連接螺紋增多，螺紋的等效應(yīng)力逐漸降低；慣性載荷和氣瓶自重作用對螺紋的應(yīng)力作用都很微弱；慣性載荷加劇了兩頭瓶口外螺紋應(yīng)力分布的不均勻性，其中前瓶口外

4、螺紋的等效應(yīng)力比后瓶口外螺紋的等效應(yīng)力小，當(dāng)長管拖車不均勻行駛，氣瓶后瓶口的螺紋應(yīng)力最大；氣瓶前瓶口螺紋磨損沒有后瓶口磨損嚴(yán)重；防轉(zhuǎn)銷釘建議采用斜45插入氣瓶與法蘭之間，不僅避免氣瓶瓶口切削大量材料，而且其受力較好，能夠提高氣瓶瓶口原料利用率。（2）建立了帶有法蘭、支撐鋼板與氣瓶瓶口二維軸對稱有限元模型，其中瓶口外螺紋規(guī)格采用UN螺紋和G螺紋，進行了彈塑性分析，其結(jié)果表明：在受內(nèi)壓載荷下G螺紋首圈受力優(yōu)于UN螺紋首圈受力；在受慣性載荷與