含墊片螺栓連接結構計算

2021-02-18 正脈科工 CAE

1、墊片背景知識

在過程工業裝置中，墊片密封是最主要的靜密封形式，它被廣泛用於工藝設備、壓力容器、動力機器和連接管道等可拆連接處。與泵軸、攪拌器、閥杆等部件的密封性能相比，螺栓法蘭接頭的洩漏率相對較小，但由於其數量比前者多很多，因此法蘭接頭成為過程裝備在服役過程中主要的洩漏來源。由於洩漏問題而帶來的產品損失、環境汙染難以估計，所以保證墊片的密封性能在過程工業中尤為重要。

法蘭洩漏

螺栓法蘭結構分析分為預緊工況和操作工況。其中預緊工況輸入的是最小螺栓預緊力，即最小密封壓力，以計算密封效果；在操作工況輸入設計螺栓預緊力，即極限螺栓預緊力，以計算螺栓強度。預緊和操作兩種工況下的螺栓預緊力的計算方法可參考《中國壓力容器規範—GB150-1998 》等規範。

螺栓法蘭連接系統

2、墊片

墊片早期採用橡膠等一些彈性材料。隨著新型墊片材料的不斷更新換代，例如不鏽鋼柔性石墨纏繞墊片﹑柔性石墨波齒複合墊片﹑金屬與金屬接觸型石墨密封墊片等，它們的密封性能較以前的非金屬墊片的性能越來越穩定，承受高溫的能力越來越強。在A N S Y S Wo r k b e n c h 中墊片材料採用Gasket強化準則進行定義。Gasket強化準則描述的是壓力與結構密封的關係。

3、墊片材料屬性

在ANSYS Workbench中墊片材料屬性在Engineering Data中進行定義。

新建墊片材料

4、墊片網格劃分

在ANSYS Workbench中定義墊片Gasket以後，在model中會出現Gasket Mesh Control子項，該子項用於控制Gasket 模型的劃分。Gasket 模型必須
採用sweep進行劃分，且只有一層網格厚度。網格劃分時，必須定義掃略網格的源項為上/下面。

墊片網格劃分

5.實例-含墊片結構螺栓連接接觸計算


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