管子與管板連接接頭的強度和密封性能研究

【英文題名】 Study of the Strength and Tightness of Tube-to-Tubesheet Connection Joints
【作者】 段成紅;
【導師】 錢才富;
【學位授予單位】 北京化工大學;
【學科專業(yè)名稱】 化工過程機械
【學位年度】 2007
【論文級別】 博士
【基金】 北京市自然科學基金
【關(guān)鍵詞】 焊接接頭; 液壓脹接接頭; 脹焊結(jié)合接頭; 拉脫力; 殘余接觸壓力; 熱-固結(jié)合分析;
【英文關(guān)鍵詞】 welded joint; hydraulically expanded joint; expanded-and-welded joint; pull-out force; residual contact pressure; heat and structure combining analysis;
【中文摘要】 目前我國已經(jīng)成為制造大國，但卻不是制造強國，特別是在石油、化工、能源等工業(yè)制造領(lǐng)域。管殼式換熱器在這些工業(yè)領(lǐng)域中有著廣泛地應(yīng)用，而換熱器中管子與管板的連接接頭(包括脹接接頭、焊接接頭以及脹焊結(jié)合接頭)是制造過程中數(shù)量最多、變形最復(fù)雜、使用過程中失效最為頻繁的地方。因此，對管子與管板連接接頭的強度和密封性能的研究有著廣泛的工業(yè)應(yīng)用價值和較大的理論研究意義。 本論文首先通過試驗獲得了接頭相關(guān)材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，為隨后的非線性數(shù)值模擬取得了材料性能數(shù)據(jù)，從材料角度保證了計算結(jié)果的正確性。 其次，論文對液壓脹接接頭、焊接接頭、脹焊結(jié)合接頭進行了接頭強度的試驗研究和數(shù)值模擬分析，重點對比研究了這些接頭在常溫下拉脫力的大小和失效形式。在本論文研究的參數(shù)范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：脹接接頭的拉脫力遠小于焊接接頭的拉脫力，約為其大小的1／6-1／5，即焊接接頭承載能力明顯高于脹接接頭。焊接、先焊后脹以及先脹后焊這三類接頭的拉脫力相差較小，且焊接接頭的拉脫力還略大于后兩種情況，說明這三種接頭的軸向連接強度并沒有本質(zhì)區(qū)別；脹焊結(jié)合接頭中脹接壓力大小對拉脫力影響不大。焊接接頭拉脫破壞時，其斷裂面沿...
【英文摘要】 Presently, China has become a big manufacturing country, but not a manufacturing power, especially in the fields of petroleum, chemical and energy industries etc. Shell-and-tube heat exchangers are widely used in these industries. The tube-to-tubesheet connection joints (including expanded joint, welded joint, and expanded-and-welded joint) are the places which are large in number and complicated in deformation in the manufacturing process, and easiest in failure during the application process.