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海洋立管法兰结构设计与有限元分析

吕莉  
【摘要】: 本论文回顾了立管中管道法兰设计研究的发展,介绍了现有几种典型的法兰设计方法。根据ASME锅炉与压力容器规范中的法兰设计方法,对本文研究对象海洋立管法兰系统进行理论强度校核。结果证明所设计的法兰系统符合要求。文中详细介绍了ANSYS有限元计算软件的发展、功能、计算方法、前后处理程序和软件中的子模型法。将法兰接头各元件看成一个系统,研究各元件的相互作用,建立了立管—法兰—垫片—螺栓连接系统的非线性三维有限元分析模型和法兰沉孔处的局部模型。通过计算得到了接头整体和各元件的变形和应力分布。把有限元分析得到的应力分布进行线性化处理,结果表明,法兰系统设计符合规范规定的要求。本论文还对螺栓和螺栓螺纹进行了应力研究,得出螺栓应力集中系数和应力放大系数,可以预示螺栓的疲劳强度情况。


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