1. Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas penahan beban akhir dari koneksi flensa

Menurut banyak penelitian, Kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk ketebalan pelat flensa, jumlah baut, Jarak antara flensa dan pipa baja, dan kekuatan material. Sebagai contoh:

• Ketebalan pelat flensa : Ketebalan pelat flensa memiliki dampak yang signifikan pada kapasitas penahan beban. Penelitian telah menunjukkan bahwa ketika ketebalan pelat flensa meningkat, Kapasitas penahan beban dari koneksi flensa meningkat. Sebagai contoh, Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa ketebalan pelat flensa harus lebih besar dari 14mm untuk mengurangi pengurangan kapasitas penahan beban yang disebabkan oleh deformasi plastik.
• Nomor dan tata letak baut : Jumlah dan tata letak baut juga memiliki dampak penting pada kapasitas penahan beban dari koneksi flensa. Sebagai contoh, Meningkatkan jumlah baut dapat meningkatkan kekuatan kelelahan dan stabilitas keseluruhan koneksi .
• Kekuatan material : Kapasitas bantalan koneksi flensa juga terkait erat dengan kekuatan bahan yang digunakan. Sebagai contoh, penggunaan baja berkekuatan tinggi (seperti Q690) dapat secara signifikan meningkatkan kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa. .

2. Simulasi eksperimental dan numerik dari kapasitas bantalan beban tertinggi

Studi simulasi eksperimental dan numerik multipel telah memverifikasi kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa:

• Penelitian Eksperimental : Melalui eksperimen ukuran penuh, Para peneliti menemukan bahwa koneksi flensa terutama bermanifestasi dalam dua mode kegagalan dalam keadaan batas: Salah satunya adalah deformasi plastik yang berlebihan dari pelat flensa menyebabkan penurunan kapasitas penahan beban; Yang lainnya adalah hasil pipa baja menyebabkan kegagalan koneksi. Sebagai tambahan, Untuk berbagai jenis koneksi flensa (seperti flensa leher dan flensa las datar), Hasil eksperimen menunjukkan bahwa ketebalan pelat flensa dan jumlah baut adalah parameter kunci yang mempengaruhi kapasitas penahan beban.
• Simulasi numerik : Analisis elemen hingga banyak digunakan untuk memprediksi kapasitas penahan beban akhir dari koneksi flensa. Sebagai contoh, melalui simulasi perangkat lunak ANSYS, Ditemukan bahwa meningkatkan ketebalan pelat flensa dan jumlah baut dapat secara signifikan meningkatkan kekakuan dan kapasitas penahan beban dari koneksi. . Sebagai tambahan, untuk desain tertentu (seperti koneksi flensa dengan pelat penguatan angin tunggal), Model elemen hingga konsisten dengan hasil eksperimen dengan baik. .

3. Analisis Teoritis Kapasitas Pana Tertinggi

Analisis teoritis lebih lanjut mengungkapkan keteraturan kapasitas bantalan beban koneksi flensa:

• Formula Kapasitas Penahan Beban : Penelitian menunjukkan bahwa kapasitas bantalan beban utama koneksi flensa berkorelasi positif dengan ketebalannya, Sedangkan hubungan lebih kecil dengan panjang pelat penghubung dan ketebalan baja sudut. .
• Mode Kegagalan : Mode kegagalan utama koneksi flensa termasuk deformasi plastik, Longgaran baut dan hasil pipa baja. Sebagai contoh, Baut longgar dapat menyebabkan kegagalan kelelahan koneksi di bawah pemuatan siklik, seperti pemuatan angin atau aksi gempa bumi.

4. Aplikasi dan peningkatan

Untuk aplikasi rekayasa praktis, Para peneliti telah mengusulkan berbagai langkah perbaikan:

• Memperkuat desain : Dengan meningkatkan ketebalan pelat flensa, Menggunakan baja baja berkekuatan tinggi atau baja saluran ikatan, Kapasitas penahan beban dan umur kelelahan dari koneksi flensa dapat ditingkatkan secara signifikan.
• Tata letak yang dioptimalkan : Susunan baut yang wajar dan meningkatkan jumlah baut dapat meningkatkan kekakuan dan stabilitas koneksi secara keseluruhan .
• Struktur baru : Sebagai contoh, Penggunaan koneksi flensa kaku multi-cincin selanjutnya dapat meningkatkan kapasitas dan kekakuan penahan beban.

sebagai kesimpulan

Berdasarkan analisis di atas, Kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa menara pipa baja dipengaruhi oleh berbagai faktor, termasuk kekuatan material, ketebalan pelat flensa, Jumlah baut dan metode tata letak. Melalui kombinasi eksperimental, simulasi numerik dan analisis teoritis, Kapasitas penahan beban koneksi flensa dapat diprediksi dan dioptimalkan secara efektif. Pada waktu bersamaan, dalam proyek yang sebenarnya, Bahan dan parameter desain yang sesuai harus dipilih sesuai dengan kebutuhan spesifik, dan langkah -langkah perbaikan yang sesuai harus diambil untuk meningkatkan keamanan dan keandalan koneksi.

Bagaimana ketebalan pelat flensa secara spesifik mempengaruhi kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa menara pipa baja?

Menurut informasi yang telah saya cari, Ketebalan pelat flensa memiliki dampak yang signifikan pada kapasitas bantalan utama koneksi flensa menara pipa baja. Secara khusus, Peningkatan ketebalan pelat flensa dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan node flensa, Kurangi deformasi pelat flensa dan konsentrasi tegangan pada hubungan antara pelat flensa dan bahan utama, dengan demikian meningkatkan kapasitas penahan beban akhir dari koneksi flensa. Namun, Saat ketebalan pelat flensa mencapai nilai tertentu, pengaruhnya terhadap peningkatan kapasitas penahan beban pamungkas secara bertahap akan melemah, dan bahkan dapat meningkatkan penggunaan material yang tidak perlu karena pelat flensa yang terlalu tebal, mengakibatkan penurunan efisiensi ekonomi.

Dalam aplikasi praktis, Pilihan ketebalan lempeng flensa membutuhkan pertimbangan komprehensif kinerja dan ekonomi bantalan beban. Sebagai contoh, Untuk menara pipa baja bertekanan tinggi sangat tinggi, Meskipun peningkatan ketebalan pelat flensa dapat meningkatkan kekakuan awal dan kinerja bantalan tarik dari node, itu juga akan meningkatkan tegangan tambahan yang dihasilkan oleh gaya menciput pada baut, dengan demikian mempengaruhi preloading baut dan stabilitas node jangka panjang. Karena itu, Desain ketebalan lempeng flensa perlu dipilih semenarik mungkin untuk mencapai ekonomi dan keselamatan terbaik sambil memenuhi keamanan struktural.

Sebagai tambahan, Ketebalan pelat flensa juga memiliki dampak tertentu pada gaya baut. Semakin besar gaya preload baut, semakin besar kekakuan awal pelat flensa, tetapi gaya preload yang berlebihan dari baut dapat menyebabkan gaya preload yang tidak mencukupi baut, yang akan mempengaruhi kapasitas penahan beban node. Karena itu, Saat merancang ketebalan pelat flensa, Penting juga untuk mempertimbangkan pengaruh gaya preload baut untuk memastikan bahwa gaya preload baut berada dalam kisaran yang wajar.

Ketebalan pelat flensa memiliki pengaruh penting pada kapasitas bantalan utama koneksi flensa menara pipa baja.

Apa perbedaan utama antara penelitian eksperimental dan simulasi numerik dalam memprediksi kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa?

Perbedaan utama antara penelitian eksperimental dan simulasi numerik dalam memprediksi kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa terutama tercermin dalam aspek -aspek berikut:

1. Perbedaan kapasitas daya dukung :
   • ada di antara mereka, Perbedaan kapasitas pembawa beban dari sambungan flensa antara percobaan dan tes numerik adalah 14.76%, sedangkan perbedaan dalam sendi casing adalah 18.83%. Ini menunjukkan bahwa hasil simulasi numerik sedikit lebih tinggi dari hasil tes laboratorium, mungkin karena simulasi numerik lebih baik memenuhi kondisi pemuatan yang ideal .
2. Perbedaan dalam proses pemuatan :
   • Sendi flensa berkembang dengan cepat pada tahap awal, dengan sedikit penurunan kekakuan setelah hasil, Dan kemudian beban stabil, menunjukkan kapasitas penahan beban tahap akhir yang baik. Sebaliknya, Kekakuan sendi casing sedikit lebih besar dari pada sendi flensa, Dan kekuatan utamanya adalah 2.85 kali sendi flensa. Mekanisme transmisi gaya jelas dan distribusi beban seragam, menunjukkan keuletan yang baik dan kapasitas bantalan beban terbaik. .
3. Perbedaan sifat material :
   • ada sementara itu, Hasil tes lentur IPCBI dengan CSW menunjukkan bahwa meskipun gagal menekuk, kinerja lentur yang sangat baik ditampilkan. Ini konsisten dengan hasil simulasi numerik, menunjukkan efek yang signifikan dari CSW pada kapasitas bantalan beban akhir dari koneksi flensa .
4. Efek parameter model :
   • ada di antara mereka, Kapasitas bantalan bantalan geser dalam dua bentuk cross-sectional CFST-1 dan CFST-2 di atas kolom adalah simulasi numerik dan perbandingan eksperimental. Hasilnya menunjukkan bahwa kapasitas penahan beban simulasi FE tidak menurun secara signifikan, Dan meskipun ada kesalahan tertentu, Kesalahan berada dalam kisaran yang dapat diterima. Ini menunjukkan bahwa simulasi numerik dapat memprediksi kapasitas penahan beban dari koneksi flensa .
5. Perbedaan dalam kondisi pemuatan :
   • Dalam verifikasi model elemen hingga, Kesalahan antara beban batas dan uji model elemen hingga ada di dalam 15%, dan kurva defleksi bentang beban, Limit Kurva Regangan Load-Axial dan Hasil Uji konsisten dengan baik, menunjukkan bahwa model elemen hingga lebih akurat.

Perbedaan utama antara penelitian eksperimental dan simulasi numerik dalam memprediksi kapasitas bantalan beban pamungkas dari koneksi flensa terletak pada nilai numerik spesifik dari kapasitas bantalan beban, Detail dari proses pemuatan, dan refleksi sifat material. Simulasi numerik seringkali lebih mampu memenuhi kondisi pemuatan yang ideal, dengan demikian memberikan hasil prediksi yang lebih akurat.

Apa rincian desain dari koneksi flensa kaku multi-cincin baru dan keunggulan spesifiknya untuk kapasitas dan kekakuan beban?

Rincian desain dari koneksi flensa kaku multi-cincin yang baru dan keunggulan spesifiknya terhadap kapasitas dan kekakuan yang mengandung beban adalah sebagai berikut:

Detail Desain

1. Struktur pengaku multi-cincin : Koneksi flensa kaku multi-cincin baru mengadopsi desain kaku multi-cincin, yang secara signifikan dapat meningkatkan kapasitas penahan beban dari node flensa. Secara khusus, Kapasitas pengait multi-cincin dapat ditingkatkan dengan 50% untuk 80% dibandingkan dengan node pipa baja kaku satu-cincin.
2. Node flensa kaku bagian dalam dan luar : Selain kaku multi-cincin, Koneksi flensa baru juga memperkenalkan desain node flensa kaku dalam dan luar. Desain ini tidak hanya meningkatkan kapasitas bantalan beban node, tetapi juga menabung 2% materi.
3. Baut dan pengaku berkekuatan tinggi : Dalam aplikasi praktis, Menyiapkan baut dan pengaku yang berkekuatan tinggi dapat lebih meningkatkan kapasitas penahan beban dan kekakuan awal node. Sebagai contoh, Baut kekuatan tinggi 12,9 tingkat memiliki gaya pra-tegangan yang lebih tinggi dan kapasitas bantalan pamungkas, Sedangkan tulang rusuk yang semakin kencang dapat melindungi lasan pelat flensa dan dinding kolom, Membuat kemampuan kerja yang terkoordinasi lebih kuat .

Keuntungan spesifik dari kapasitas dan kekakuan beban

1. Peningkatan kapasitas beban : Kapasitas beban koneksi flensa kaku multi-cincin secara signifikan ditingkatkan, secara khusus dimanifestasikan sebagai peningkatan 50% untuk 80%. Peningkatan ini terutama karena desain yang dioptimalkan dari struktur multi-cincin, yang dapat lebih efektif membubarkan dan mentransfer beban.
2. Peningkatan kekakuan : Dengan mengatur silinder inti dan baut berkekuatan tinggi, Kekakuan awal dan keuletan node secara signifikan ditingkatkan. Sebagai contoh, Susunan silinder inti dapat meningkatkan tegangan kelompok baut pada koneksi flensa, Kurangi kehilangan pretensi, dan meningkatkan keuletan dan ketangguhan node. . Sebagai tambahan, Penggunaan baut dan pengaku yang berkekuatan tinggi juga secara signifikan meningkatkan kekakuan awal dan koefisien daktilitas node. .
3. Penghematan materi : Dibandingkan dengan node flensa kaku tradisional, Node flensa kaku internal dan eksternal dapat menyimpan tentang 2% materi, yang memiliki manfaat ekonomi yang signifikan dalam proyek skala besar.

Skenario Aplikasi

Sambungan flensa kaku multi-cincin baru sangat cocok untuk desain menara pipa baja dalam tegangan ultra-tinggi, multi-turn, Rentang besar dan proyek jalur lainnya. Desain ini tidak hanya meningkatkan keamanan dan keandalan struktur, tetapi juga memberikan dukungan teknis untuk teknik.

sebagai kesimpulan

Koneksi flensa kaku multi-cincin baru secara signifikan meningkatkan kapasitas dan kekakuan penahan beban melalui desain yang dioptimalkan sambil menghemat bahan.

Cara mengoptimalkan pengaturan baut koneksi flensa melalui analisis elemen hingga untuk meningkatkan kapasitas bantalan beban utamanya?

Menurut informasi yang telah saya cari, Mengoptimalkan pengaturan baut koneksi flensa untuk meningkatkan kapasitas bantalan beban utamanya dapat dicapai dengan cara berikut:

1. Analisis Elemen Hingga (FEA) :
   • Koneksi flensa dimodelkan dan dianalisis menggunakan perangkat lunak analisis elemen hingga seperti ANSYS Workbench. Dengan mensimulasikan kondisi stres dalam kondisi kerja yang berbeda, Dimungkinkan untuk menentukan aturan distribusi tegangan dan regangan dari sistem koneksi flensa baut di bawah preloading dan di bawah kondisi bantalan tekanan.
   • Dengan menggabungkan ide desain yang dioptimalkan dengan analisis elemen hingga, Dimensi geometris dari sistem koneksi flensa baut dapat dioptimalkan, dengan demikian mengurangi tegangan setara maksimum pada sendi, mengurangi jumlah deformasi flensa, dan memperpanjang masa pakai koneksi flensa.
2. Koefisien koreksi tegangan baut :
   • Koefisien koreksi tegangan baut m diperkenalkan dalam desain untuk mempertimbangkan momen lentur tambahan yang dihasilkan oleh deformasi pipa baja Q690 ke baut. Penelitian menunjukkan bahwa mengambil m ke 0.62 dapat secara efektif meningkatkan keseragaman distribusi tegangan kelompok baut, dengan demikian meningkatkan kapasitas bantalan utama koneksi flensa. .
3. Kepadatan tata letak baut :
   • Semakin dekat baut ke dinding pipa, Semakin banyak node kapasitas bantalan utama dapat ditingkatkan. Karena itu, Mengoptimalkan kepadatan pengaturan baut untuk membuatnya lebih dekat ke dinding pipa dapat secara efektif meningkatkan kapasitas penahan beban pamungkas dari koneksi flensa .
4. Bolt Preload :
   • Meningkatkan gaya preload dari baut dapat meningkatkan kapasitas bantalan pamungkas dari koneksi flensa. Analisis elemen eksperimental dan terbatas menunjukkan bahwa kelompok baut dengan gaya preload yang lebih besar telah meningkatkan kapasitas beban lokal dan deformasi di bawah beban benturan .
5. Diameter baut :
   • Peningkatan diameter baut dapat meningkatkan kapasitas bantalan utama dari sambungan baut pipa komposit. Penelitian menunjukkan bahwa dengan peningkatan diameter baut, Kapasitas bantalan pamungkas dari koneksi baut tabung komposit meningkat secara nonlinier. .
6. Desain mesin cuci :
   • Gasket flensa yang diperkuat dapat mengurangi konsentrasi tegangan di dinding bagian dalam tabung dan meningkatkan kemampuan tepi lubang untuk menahan dampak retak. Dengan merancang dan memasang gasket flensa di sisi dalam dinding pipa, Kapasitas bantalan beban utama dari koneksi flensa dapat ditingkatkan secara efektif. .
7. Karakteristik kerusakan kelompok baut :
   • Karakteristik kerusakan dari kelompok baut adalah kerusakan berurutan. Tiga baut pertama dari kelompok baut atas adalah baut penahan beban awal, dan kapasitas bantalan beban mereka menentukan kapasitas penahan beban dari keseluruhan struktur koneksi. Karena itu, Preload dan kepadatan distribusi baut kunci ini harus dipastikan dalam desain .
8. Status pemalsuan baut :
   • Dalam keadaan pra-penglihatan, Pola variasi tegangan dan regangan keseluruhan dari konektor flensa baut pada dasarnya sama dengan situasi umum. Karena tekanan dalam tabung secara bertahap meningkat, Pola variasi tegangan dan regangan dari masing -masing komponen pada dasarnya sama. Karena itu, Kondisi stres di bawah status preload harus sepenuhnya dipertimbangkan dalam desain.

Apa hasil penelitian spesifik dari dampak penggunaan baja berkekuatan tinggi pada kapasitas bantalan beban utama dari koneksi flensa?

Menurut informasi yang telah saya cari, Hasil penelitian spesifik berikut diberikan pada dampak penggunaan baja berkekuatan tinggi pada kapasitas bantalan beban pamungkas dari koneksi flensa:

1. Aplikasi baja berkekuatan tinggi Q690 :
   • Penelitian menunjukkan bahwa penggunaan baja berkekuatan tinggi Q690 sebagai bahan flensa dapat secara signifikan meningkatkan kapasitas balai beban dari flensa. Q690 Baja berkekuatan tinggi memiliki kekuatan hasil tinggi dan kekuatan tarik, yang memungkinkan flensa menahan beban yang lebih besar saat berada di bawah tekanan, dengan demikian meningkatkan keamanan dan keandalan struktur keseluruhan. .
2. Analisis elemen hingga dan verifikasi eksperimental :
   • Melalui analisis elemen hingga dan uji tarik gandar, Penelitian ini menemukan bahwa metode desain flensa baja berkekuatan tinggi Q690 masuk akal dan dapat memenuhi persyaratan aplikasi rekayasa. Hasil tes menunjukkan bahwa node flensa mengalami kekuatan yang wajar, dan koefisien koreksi tegangan baut disarankan untuk menjadi 0.62 Untuk mengurangi momen lentur tambahan yang dihasilkan oleh deformasi pelat baja berkekuatan tinggi pada baut. .
3. Efek baut dan ketebalan pelat flensa :
   • Semakin dekat baut ke dinding pipa, Semakin tinggi kapasitas bantalan flensa. Sebagai tambahan, Ketebalan pelat flensa juga memiliki dampak yang signifikan pada kapasitas bantalan utama simpul. Meningkatkan ketebalan pelat flensa dapat meningkatkan kapasitas bantalan, tetapi ketika ketebalan pelat flensa melebihi nilai tertentu, Peningkatan ketebalan memiliki sedikit efek pada peningkatan kapasitas bantalan .
4. Efek diameter dan ketebalan pipa baja :
   • Diameter dan ketebalan pipa baja memiliki dampak signifikan pada kapasitas bantalan utama dari koneksi flensa. Penelitian menunjukkan bahwa rasio diameter pipa baja terhadap ketebalan memiliki pengaruh penting pada kapasitas bantalan flensa. Rasio diameter dan ketebalan yang lebih besar dapat meningkatkan kapasitas bantalan flensa. .
5. Efek stres residual pada pengelasan :
   • Stres residual dan deformasi residual selama pengelasan memiliki dampak yang signifikan pada tegangan node flensa. Flensa kaku menggunakan pengaku memiliki pengaruh besar pada tegangan residual pengelasan dan deformasi residu, Jadi perhatian khusus harus diberikan pada faktor -faktor ini selama desain. .
6. Penerapan flensa leher :
   • Flensa berbentuk leher menggabungkan keunggulan flensa yang kaku dan flensa yang fleksibel, dan memiliki karakteristik kekakuan besar, Deformasi kecil dan volume pengelasan rendah. Penelitian menunjukkan bahwa kinerja bantalan tarik dari node pada tingkat kapasitas bantalan yang berbeda itu baik, Beban pamungkas mencapai 130% ~ 150% dari beban yang dirancang, dan ketebalan flensa, leher kemiringan, Bolt Preload dan Load Eccentricity adalah parameter kunci yang mempengaruhi kinerja penahan beban.