管道柔性接头应力分析及结构优化.pdf

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1、分类号TE832学号152010325密级全日制专业学位硕士学位论文题目管道柔性接头应力分析及结构优化作者姓名马鹏飞导师姓名、职称康勇教授学科(专业领域)名称石油与天然气工程提交论文日期2018年5月30日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责

2、任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________I中文摘要论文题目：管道柔性接头应力分析及结构优化专业：石油与天然气工程硕士生：马鹏飞（签名）导师：康勇（签名）摘

3、要随着社会的发展，科学技术的不断进步，传统管道连接方法的弊端逐步显现。卡箍式柔性管接头作为一种新兴的管道连接方式，由于其种种优点，开始大步走进公众的视野。但是在国内，对此类管接头开展的理论研究还不够广泛和深入，有些用户使用传统连接方法的习惯也已经根深蒂固，全面推广该接头任重而道远。因此本文对卡箍式柔性管接头进行应力分析，并针对其密封性、应力分布、接头质量等因素提出结构改良优化意见。首先介绍了卡箍式柔性管接头的结构及工作原理，对其进行性能检验的实验方法，以及柔性管接头的分类。然后对结构优化中涉及到的有限元分析理论，非线性分析理论，优化分析理论进行了阐述。最后对卡箍式柔性管接头进行应力分析及结构优

4、化研究。本文使用大型有限元分析软件ANSYSWorkbench进行数值模拟，分别对密封圈形状，限位沟槽形状及管接头尺寸提出优化方案，得出以下结论：1、以KRH型DN500卡箍式柔性管接头为研究对象，当管接头受到拉伸载荷，弯曲载荷，内压加弯矩载荷时最大等效应力都发生在左右端管上，限位环与限位沟槽处应力也较大，螺栓、密封圈处所受应力较小；2、密封效果的优化研究，对管接头施加相同预压量情况下，梯形截面密封圈与端管的接触压力大于椭圆形密封圈和矩形密封圈，因此梯形密封圈密封效果最优；3、限位沟槽形状的优化研究，施加相同拉伸载荷及内压加弯矩载荷时，椭圆形限位沟槽所受最大等效应力小于梯形限位沟槽和矩形限位沟

5、槽，因此椭圆形限位沟槽为最优结构；4、尺寸优化研究，在国家标准规定的基础上，以管接头质量，应力为优化目标，确定了最优尺寸，卡箍耳片的厚度为30.2mm，沟槽最底端厚度为11.942mm。关键词：柔性接头应力分析结构优化有限元分析论文类型：应用研究II英文摘要Subject:StressAnalysisandStructureOptimizationofFlexiblePipeJointsSpeciality:PetroleumandNaturalGasEngineeringName:MaPengfei(Signature)Instructor:KangYong(Signature)ABSTRA

6、CTWiththecontinuousdevelopmentofsocietyandtheadvancementofscienceandtechnology,thedrawbacksoftraditionalpipelineconnectionmethodsaregraduallyemerged.Asanewpipeconnectionmethod,theclamptypeflexiblepipejointbeginstostrideintothepublicviewduetoitsvariousadvantages.However,inChina,thetheoreticalresearch

7、esonsuchpipejointsarenotextensiveandin-depth,andthetraditionalconnectionmethodsadoptedbyusersarealreadyingrained,anditisalong-termandarduoustasktofullypromoteclamptypeflexiblepipejoint.Therefore,thisp