基于ANSYS Workbench的螺栓法蘭有限元分析與優(yōu)化.pdf

1、螺栓法蘭結(jié)構(gòu)具有密封性能好、拆卸方便、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，因其優(yōu)點(diǎn)該結(jié)構(gòu)在油氣管道、壓力容器連接處有著比較廣泛的應(yīng)用。但因其工況環(huán)境的復(fù)雜性，法蘭接頭處的密封系統(tǒng)可能會(huì)密封失效從而出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象。這樣不僅造成資源浪費(fèi)，對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至?xí)苯油{人民的人身財(cái)產(chǎn)安全，可見螺栓法蘭系統(tǒng)對(duì)管道和壓力容器的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。而法蘭強(qiáng)度的大小與法蘭泄漏之間有著極其密切的關(guān)系，分析法蘭系統(tǒng)受力強(qiáng)度大小對(duì)分析法蘭泄漏情況有極其重要的意義。

2、
　　本文的研究對(duì)象是由法蘭-螺栓-墊片組成的螺栓法蘭整體結(jié)構(gòu)，借助Pro/ENGINEER軟件構(gòu)建三維參數(shù)模型，并通過(guò)ANSYS Workbench軟件對(duì)整體螺栓法蘭結(jié)構(gòu)和組成零件進(jìn)行有限元分析，分析出整體及各零件的應(yīng)力及應(yīng)變分布規(guī)律，得出螺栓法蘭連接系統(tǒng)在預(yù)緊情況下以及在承壓工況下的受力和應(yīng)變的變化規(guī)律。結(jié)果表明:預(yù)緊和承壓工況時(shí)，螺栓法蘭連接件整體和各組成零件件應(yīng)力分布規(guī)律變化基本一致，并且隨著管稱壓力的逐漸增大，各部位所受

3、到的應(yīng)力強(qiáng)度也逐漸增大，而法蘭和螺栓的變形也隨著壓力的增強(qiáng)而隨之變大。
　　文章的最后把有限元法與優(yōu)化設(shè)計(jì)思想相結(jié)合，以ANSYS Workbench軟件的Design Exploration模塊為工具對(duì)螺栓法蘭整體結(jié)構(gòu)的組成零件進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化分析。通過(guò)分析計(jì)算得到法蘭連接系統(tǒng)各部件優(yōu)化后的幾何尺寸，這對(duì)減小螺栓法蘭接頭所受的最大等效應(yīng)力、降低法蘭變形量、提高螺栓法蘭的使用壽命具有非常重要意義，也可為螺栓法蘭連接系統(tǒng)各零件的設(shè)計(jì)提供