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天然气站场压力波动对螺栓法兰连接系统密封性能的影响

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润滑与密封 2025年

作者：李祎璞钟晓峰陈奕铭陈宏盛刘家畅邱天友杨永胜程丽国家管网集团川气东送天然气管道有限公司四川大学匹兹堡学院

螺栓法兰连接系统是压气站中最主要的连接方式，其密封性能直接影响整个站场的安全运行。国内外学者已经对该系统的密封性能进行了深入研究，但针对压力波动对该系统密封性能的研究相对较少。本文通过运用实验测试的方法得到垫片压缩回... 详细信息

螺栓法兰连接系统是压气站中最主要的连接方式，其密封性能直接影响整个站场的安全运行。国内外学者已经对该系统的密封性能进行了深入研究，但针对压力波动对该系统密封性能的研究相对较少。本文通过运用实验测试的方法得到垫片压缩回弹性能曲线，并验证了有限元模型的正确性；在操作工况和温度-结构耦合下的分析基础上，利用有限元模型分析不同压力波动下的螺栓法兰连接系统。结果发现：随着压力的变化，垫片的整体应力降低，螺栓法兰连接系统的密封性能下降，而且压力变化的幅值越大，垫片整体的应力下降越明显。此研究为天然气站场螺栓法兰连接系统密封性能的提升提供依据，对后者研究该系统的密封性能提供理论支持。

关键词：螺栓法兰连接压力波动有限元分析密封性能压气站

螺栓法兰连接中非线性垫片径向应力的解析计算方法

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核动力工程 2010年第4期31卷 106-109页

作者：刘麟顾伯勤南京市锅炉压力容器检验研究所南京210002 南京工业大学机械与动力工程学院南京210009

为准确评价螺栓法兰连接结构的紧密性,采用解析方法对螺栓法兰连接中非线垫片沿径向变形量和应力分布进行研究。解析方法计算得到的垫片变形量与应力分布与有限元法计算结果基本一致,但较有限元法计算的稍偏小。分析结果表明,垫片变形... 详细信息

为准确评价螺栓法兰连接结构的紧密性,采用解析方法对螺栓法兰连接中非线垫片沿径向变形量和应力分布进行研究。解析方法计算得到的垫片变形量与应力分布与有限元法计算结果基本一致,但较有限元法计算的稍偏小。分析结果表明,垫片变形量及沿径向的应力分布都是不均匀的,由垫片内径向外径逐渐增大。

关键词：螺栓法兰连接垫片径向应力

螺栓法兰连接SRC柱抗震性能与可拆卸性能研究

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地震工程与工程振动 2023年第2期43卷 56-68页

作者：门进杰吴熙张谦李家富霍文武西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 中冶京诚工程技术有限公司北京100176 中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司陕西西安710075

提出了一种螺栓法兰连接可拆卸型钢混凝土柱,为研究其抗震性能和可拆卸性能,利用ABAQUS建立了螺栓法兰连接柱(DSRC柱)和型钢混凝土柱(SRC柱)数值模型。通过低周往复加载,分析了法兰板厚度、螺栓数量、轴压比、柱高比、含钢率对DSRC柱破... 详细信息

提出了一种螺栓法兰连接可拆卸型钢混凝土柱,为研究其抗震性能和可拆卸性能,利用ABAQUS建立了螺栓法兰连接柱(DSRC柱)和型钢混凝土柱(SRC柱)数值模型。通过低周往复加载,分析了法兰板厚度、螺栓数量、轴压比、柱高比、含钢率对DSRC柱破坏模式和抗震性能的影响,结果表明:法兰板厚度和柱高比对DSRC柱破坏模式和抗震性能的影响较大。主要有2类破坏模式:当柱高比有≤1/2、或≥2/3且法兰板厚度较大时,构件的破坏模式为下柱及其连接破坏或下柱破坏,该类破坏模式的构件滞回曲线饱满,耗能能力较强,延性系数较大;当柱高比≥2/3且法兰板厚度较小时,构件的破坏模式为上柱及其连接破坏或上柱、下柱及其连接破坏,该类破坏模式的构件滞回曲线有捏缩现象,耗能能力较差。以螺栓损伤系数η和法兰板屈服程度w作为DSRC柱的可拆卸指标,并进行了可拆卸性能分析。结果表明:螺栓数量对可拆卸性能影响较大。当螺栓数量足够多且η和w均≤0.2时,可以实现DSRC柱的可拆卸。最后,基于下柱及其连接破坏、下柱破坏2种破坏模式,结合相关规范,提出了DSRC柱螺栓数量和法兰板厚度的设计建议;并结合有限元模型分析结果,对螺栓数量计算公式做出了修正。

关键词：螺栓法兰连接型钢混凝土柱可拆卸性能抗震性能设计方法

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柱壳结构螺栓法兰连接非线性刚度分析

机械工程学报 2021年第1期57卷 28-39页

作者：潘嘉诚关振群曾岩孙伟程大连理工大学工程力学系大连116024 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

螺栓法兰装配的柱壳连接结构主要由壳体承载压缩载荷,而由螺栓-法兰结构承载拉伸载荷。当拉伸载荷大于临界值时,法兰盘接触面出现压力零域,即发生局部接触分离进而造成连接刚度损失,令螺栓-法兰连接结构呈轴向刚度非线性特征。为揭示预... 详细信息

螺栓法兰装配的柱壳连接结构主要由壳体承载压缩载荷,而由螺栓-法兰结构承载拉伸载荷。当拉伸载荷大于临界值时,法兰盘接触面出现压力零域,即发生局部接触分离进而造成连接刚度损失,令螺栓-法兰连接结构呈轴向刚度非线性特征。为揭示预紧力作用下结构参数对此非线性刚度的影响,基于弹性薄壳理论和Couchaux改进梁理论构造了法兰盘与柱壳的变形协调机制,建立此连接结构的理论模型。经与有限元模型对比,此理论模型能正确预测螺栓法兰连接结构分离阶段初始刚度及表征分离阶段的刚度非线性变化。在此模型基础上,进一步研究了螺栓预紧力、装配位置、法兰盘厚度等参数对螺栓法兰连接结构分离条件、分离行为及分离阶段非线性刚度的影响,获得了分离临界载荷随设计参数的变化趋势。

关键词：非线性刚度螺栓法兰连接柱壳结构结构分离临界载荷

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螺栓法兰连接结构的拉压不同刚度动力学模型

导弹与航天运载技术 2021年第4期 30-35,40页

作者：栾宇关振群程耿东阳志光冯韶伟北京宇航系统工程研究所北京100076 工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

由于螺栓法兰连接结构轴向拉压刚度不同,针对这一特性引入拉压刚度不同的双线性弹簧单元,提出两自由度拉压不同动力学机理模型,使用区域法进行了动力学响应的解析推导;同时开发了自适应递归过零检查算法对模型的冲击响应进行数值计算。... 详细信息

由于螺栓法兰连接结构轴向拉压刚度不同,针对这一特性引入拉压刚度不同的双线性弹簧单元,提出两自由度拉压不同动力学机理模型,使用区域法进行了动力学响应的解析推导;同时开发了自适应递归过零检查算法对模型的冲击响应进行数值计算。理论分析与数值模拟结果均表明,拉压不同刚度动力学模型在横向冲击荷载作用下产生横纵耦合振动响应,且输出了比线性梁模型更大的变形以及内力响应,说明线性梁模型获得的荷载结果可能偏小,这一结论对于提高螺栓法兰连接结构的安全可靠性具有重要意义。

关键词：螺栓法兰连接双线性弹簧动力学模型简化建模动力学计算

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参数化建模的螺栓法兰连接刚度分析

国防科技大学学报 2014年第6期36卷 180-184页

作者：蒋国庆李家文唐国金国防科技大学航天科学与工程学院湖南长沙410073

为分析几何参数对螺栓法兰连接刚度的影响,用***软件的二次开发工具PCL(Patran Command Language)建立了螺栓法兰连接的参数化模型。研究了螺栓法兰连接刚度随连接结构几何参数的变化规律并进行了灵敏度分析。经分析可知,连接结构刚度... 详细信息

为分析几何参数对螺栓法兰连接刚度的影响,用***软件的二次开发工具PCL(Patran Command Language)建立了螺栓法兰连接的参数化模型。研究了螺栓法兰连接刚度随连接结构几何参数的变化规律并进行了灵敏度分析。经分析可知,连接结构刚度对开孔位置比例参数最敏感,其次是上法兰厚度。当上部段长度大于某一数值时,连接结构刚度对上部段长度参数不敏感,这一结论能为连接结构动力学简化建模提供一定理论参考。

关键词： PCL 螺栓法兰连接参数化灵敏度

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高温螺栓法兰连接的紧密性评价方法

润滑与密封 2006年第6期31卷 39-41,44页

作者：顾伯勤陈晔南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京210009

提出了高温螺栓法兰连接的紧密性概念;试验研究了柔性石墨填充缠绕式垫片、金属冲齿板柔性石墨复合垫片和金属包覆垫片的压缩回弹性能、蠕变性能和基本密封性能;通过试验数据的回归分析得到了垫片高温性能表达式;将试验得到的垫片变形... 详细信息

提出了高温螺栓法兰连接的紧密性概念;试验研究了柔性石墨填充缠绕式垫片、金属冲齿板柔性石墨复合垫片和金属包覆垫片的压缩回弹性能、蠕变性能和基本密封性能;通过试验数据的回归分析得到了垫片高温性能表达式;将试验得到的垫片变形特性和泄漏特性统一于螺栓法兰连接中进行系统分析,建立了紧密性评价方法。该方法不仅可对在役螺栓法兰连接的泄漏状况作出评价,而且为密封连接的设计、新型垫片的开发以及垫片性能的评价提供了借鉴。

关键词：紧密性评价螺栓法兰连接泄漏率

螺栓法兰连接静密封系统中图形自动生成方法的研制与开发

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润滑与密封 2002年第5期27卷 71-72,76页

作者：庄春刚杜培德青岛化工学院机械工程学院 266042

本文介绍了螺栓法兰连接系统中通过对图元对象的数据封装来实现零件图参数化绘制 ,通过参数化装配特征点和线等方法来自动生成装配图。同时对零件图和装配图的管理方法进行了简单的阐述。实践证明。

关键词：螺栓法兰连接静密封系统图形自动生成参数化设计非图形数据装配

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螺栓法兰连接的可视化设计

润滑与密封 2002年第6期27卷 69-70,72页

作者：李海峰顾伯勤南京工业大学机械工程学院 211800

应用VisualBasic编程语言和MicrosoftAccess数据库管理系统实现了螺栓法兰连接的可视化设计。应用该软件可使传统的规范设计程序化和智能化 ,有效地提高了螺栓法兰连接设计的效率和质量。

关键词：螺栓法兰连接可视化设计压力容器管道