1. Faktor-faktor yang mempengaruhi kapasiti beban muktamad sambungan flange

Menurut banyak kajian, Kapasiti beban muktamad bagi sambungan bebibir dipengaruhi oleh pelbagai faktor, termasuk ketebalan plat bebibir, bilangan bolt, Jarak antara bebibir dan paip keluli, dan kekuatan material. Sebagai contoh:

• Ketebalan plat bebibir : Ketebalan plat bebibir mempunyai kesan yang signifikan terhadap kapasiti galas beban. Kajian telah menunjukkan bahawa apabila ketebalan plat bebibir meningkat, Kapasiti galas beban sambungan bebibir meningkat. Sebagai contoh, Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa ketebalan plat bebibir harus lebih besar daripada 14mm untuk mengurangkan pengurangan kapasiti galas beban yang disebabkan oleh ubah bentuk plastik.
• Nombor dan susun atur bolt : Bilangan dan susun atur bolt juga mempunyai kesan penting terhadap kapasiti beban galas sambungan flange. Sebagai contoh, Meningkatkan bilangan bolt dapat meningkatkan kekuatan keletihan dan kestabilan keseluruhan sambungan .
• Kekuatan bahan : Kapasiti galas sambungan bebibir juga berkait rapat dengan kekuatan bahan yang digunakan. Sebagai contoh, penggunaan keluli kekuatan tinggi (seperti Q690) dapat meningkatkan kapasiti muktamad muktamad sambungan flange. .

2. Simulasi eksperimen dan berangka kapasiti beban muktamad

Pelbagai kajian simulasi eksperimen dan berangka telah mengesahkan kapasiti beban muktamad sambungan flange:

• Penyelidikan Eksperimen : Melalui eksperimen bersaiz penuh, Penyelidik mendapati bahawa sambungan bebibir terutamanya nyata dalam dua mod kegagalan dalam keadaan had: Salah satunya ialah ubah bentuk plastik yang berlebihan dari plat bebibir membawa kepada penurunan kapasiti galas beban; Yang lain adalah bahawa hasil paip keluli membawa kepada kegagalan sambungan. Sebagai tambahan, Untuk pelbagai jenis sambungan bebibir (seperti bebibir leher dan bebibir yang dikimpal rata), Hasil eksperimen menunjukkan bahawa ketebalan plat bebibir dan bilangan bolt adalah parameter utama yang mempengaruhi kapasiti galas beban.
• Simulasi berangka : Analisis elemen terhingga digunakan secara meluas untuk meramalkan kapasiti beban muktamad bagi sambungan bebibir. Sebagai contoh, melalui simulasi perisian ANSYS, Telah dijumpai bahawa meningkatkan ketebalan plat bebibir dan bilangan bolt dapat meningkatkan keupayaan kekakuan dan beban beban sambungan. . Sebagai tambahan, Untuk reka bentuk tertentu (seperti sambungan bebibir dengan plat tetulang angin tunggal), Model elemen terhingga selaras dengan hasil eksperimen dengan baik. .

3. Analisis teori keupayaan galas muktamad

Analisis teoritis selanjutnya mendedahkan keteraturan kapasiti beban sambungan sambungan flange:

• Formula kapasiti beban : Penyelidikan menunjukkan bahawa kapasiti muktamad sambungan sambungan bebibir berkorelasi positif dengan ketebalannya, sementara hubungannya lebih kecil dengan panjang plat penyambung dan ketebalan keluli sudut. .
• Mod kegagalan : Mod kegagalan utama sambungan bebibir termasuk ubah bentuk plastik, Hasil Longgar Bolt dan Keluli. Sebagai contoh, bolt longgar boleh menyebabkan kegagalan keletihan sambungan di bawah beban kitaran, seperti pemuatan angin atau tindakan gempa bumi.

4. Permohonan dan Penambahbaikan

Untuk aplikasi kejuruteraan praktikal, Penyelidik telah mencadangkan pelbagai langkah peningkatan:

• Menguatkan reka bentuk : Dengan meningkatkan ketebalan plat bebibir, Menggunakan keluli kekuatan tinggi atau keluli saluran ikatan, Kapasiti galas beban dan kehidupan keletihan sambungan flange dapat ditingkatkan dengan ketara.
• Susun atur yang dioptimumkan : Susunan bolt yang munasabah dan meningkatkan bilangan bolt dapat meningkatkan kekakuan dan kestabilan keseluruhan sambungan .
• Struktur baru : Sebagai contoh, Penggunaan sambungan flange pengetatan pelbagai cincin dapat meningkatkan keupayaan dan kekakuan beban yang lebih jauh.

kesimpulannya

Berdasarkan analisis di atas, Kapasiti muktamad keluli menara keluli sambungan flange terjejas oleh pelbagai faktor, termasuk kekuatan bahan, Ketebalan plat bebibir, bilangan baut dan kaedah susun atur. Melalui gabungan eksperimen, simulasi berangka dan analisis teoritis, Kapasiti beban bebibir beban dapat diramalkan dengan berkesan dan dioptimumkan. Pada masa yang sama, dalam projek sebenar, Bahan yang sesuai dan parameter reka bentuk harus dipilih mengikut keperluan tertentu, dan langkah penambahbaikan yang sepadan harus diambil untuk meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan sambungan.

Bagaimana ketebalan plat flange secara khusus mempengaruhi kapasiti muktamad muktamad sambungan FLANGE TOWER FLANGE?

Menurut maklumat yang saya cari, Ketebalan plat flange mempunyai kesan yang signifikan terhadap kapasiti galas muktamad bagi sambungan flange menara paip keluli. khusus, Peningkatan ketebalan plat bebibir dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan nod bebibir, Kurangkan ubah bentuk plat bebibir dan kepekatan tekanan pada sambungan antara plat bebibir dan bahan utama, dengan itu meningkatkan kapasiti beban muktamad sambungan flange. Walau bagaimanapun, Apabila ketebalan plat bebibir mencapai nilai tertentu, Kesannya untuk meningkatkan kapasiti beban muktamad secara beransur-ansur akan melemahkan, Dan ia mungkin meningkatkan penggunaan bahan yang tidak perlu kerana plat bebibir yang terlalu tebal, mengakibatkan penurunan kecekapan ekonomi.

Dalam aplikasi praktikal, Pilihan ketebalan plat bebibir memerlukan pertimbangan komprehensif terhadap prestasi dan ekonomi galas beban. Sebagai contoh, Untuk menara paip keluli tekanan tinggi, Walaupun peningkatan ketebalan plat bebibir dapat meningkatkan kekakuan awal dan prestasi galas tegangan nod, Ia juga akan meningkatkan tekanan tambahan yang dihasilkan oleh daya prying pada bolt, dengan itu mempengaruhi preloading bolt dan kestabilan jangka panjang nod. kebakaran, Reka bentuk ketebalan plat bebibir perlu dipilih sebagai munasabah untuk mencapai ekonomi dan keselamatan yang terbaik semasa memenuhi keselamatan struktur.

Sebagai tambahan, Ketebalan plat bebibir juga mempunyai kesan tertentu ke atas daya bolt. Semakin besar daya preload bolt, semakin besar kekakuan awal plat bebibir, Tetapi daya preload yang berlebihan bolt boleh menyebabkan daya pramuat yang tidak mencukupi bolt, yang akan mempengaruhi kapasiti nod beban. kebakaran, Semasa merancang ketebalan plat bebibir, Ia juga perlu mempertimbangkan pengaruh kekuatan preload bolt untuk memastikan bahawa daya pramuat bolt berada dalam julat yang munasabah.

Ketebalan plat flange mempunyai pengaruh penting pada kapasiti galas muktamad bagi sambungan flange menara paip keluli.

Apakah perbezaan utama antara penyelidikan eksperimen dan simulasi berangka dalam meramalkan kapasiti beban muktamad sambungan flange?

Perbezaan utama antara penyelidikan eksperimen dan simulasi berangka dalam meramalkan kapasiti galas beban muktamad sambungan flange terutamanya ditunjukkan dalam aspek berikut:

1. Perbezaan kapasiti membawa beban :
   • wujud di antara mereka, Perbezaan kapasiti membawa beban sendi bebibir antara eksperimen dan ujian berangka adalah 14.76%, Walaupun perbezaan dalam selongsong sendi 18.83%. Ini menunjukkan bahawa keputusan simulasi berangka sedikit lebih tinggi daripada hasil ujian makmal, mungkin kerana simulasi berangka lebih baik memenuhi syarat pemuatan ideal .
2. Perbezaan dalam proses pemuatan :
   • Sendi bebibir berkembang pesat di peringkat awal, dengan sedikit penurunan kekakuan selepas hasil, Dan kemudian beban menstabilkan, Menunjukkan kapasiti galas beban peringkat akhir yang baik. Sebaliknya, kekakuan sendi sarung sedikit lebih besar daripada sendi bebibir, Dan kekuatan muktamad adalah 2.85 kali gabungan bebibir. Mekanisme penghantaran daya jelas dan pengagihan beban seragam, menunjukkan kemuluran yang baik dan kapasiti galas beban muktamad. .
3. Perbezaan sifat bahan :
   • wujud dalam masa yang sama, Hasil ujian lenturan IPCBI dengan CSW menunjukkan bahawa walaupun kegagalan lenturan, Prestasi lentur yang sangat baik ditunjukkan. Ini selaras dengan hasil simulasi berangka, menunjukkan kesan yang signifikan terhadap CSW pada kapasiti muktamad sambungan sambungan bebibir .
4. Kesan parameter model :
   • wujud di antara mereka, Kapasiti galas galas gelongsor dalam dua bentuk keratan rentas CFST-1s dan CFST-2s di bahagian atas lajur adalah simulasi berangka dan perbandingan eksperimen. Keputusan menunjukkan bahawa kapasiti galas beban simulasi Fe tidak menurun dengan ketara, dan walaupun ada kesalahan tertentu, Kesalahannya berada dalam julat yang boleh diterima. Ini menunjukkan bahawa simulasi berangka dapat meramalkan kapasiti beban yang lebih baik dari sambungan bebibir .
5. Perbezaan dalam keadaan pemuatan :
   • Dalam pengesahan model elemen terhingga, Kesalahan antara beban had dan ujian model elemen terhingga berada dalam 15%, dan lengkung pesongan beban had, Hadkan lengkung terikan paksi beban dan keputusan ujian konsisten dengan baik, menunjukkan bahawa model elemen terhingga lebih tepat.

Perbezaan utama antara penyelidikan eksperimen dan simulasi berangka dalam meramalkan kapasiti galas beban muktamad sambungan flange terletak pada nilai numerik tertentu dari kapasiti galas beban, perincian proses pemuatan, dan refleksi sifat bahan. Simulasi berangka sering dapat memenuhi syarat pemuatan ideal, dengan itu memberikan hasil ramalan yang lebih tepat.

Apakah perincian reka bentuk sambungan flange pengeras pelbagai cincin baru dan kelebihan khusus mereka untuk kapasiti dan kekakuan beban?

Butiran reka bentuk sambungan flange pengetatan pelbagai cincin baru dan kelebihan khusus mereka untuk kapasiti dan kekakuan beban adalah seperti berikut:

Butiran reka bentuk

1. Struktur pengukuhan pelbagai cincin : Sambungan Flange Multi-Ring yang baru mengamalkan reka bentuk pengukuhan pelbagai cincin, yang dapat meningkatkan kapasiti galas beban nod flange dengan ketara. khusus, Kapasiti galas pengukuhan pelbagai cincin dapat ditingkatkan dengan 50% kepada 80% Berbanding dengan nod paip keluli pengukuhan tunggal.
2. Nod flange dalam dan luaran : Selain mengeras pelbagai cincin, Sambungan bebibir baru juga memperkenalkan reka bentuk nod bebibir dalaman dan luaran. Reka bentuk ini bukan sahaja meningkatkan kapasiti beban nod, tetapi juga menjimatkan 2% bahan.
3. Bolt dan pengukuh kekuatan tinggi : Dalam aplikasi praktikal, Menyediakan bolt kekuatan tinggi dan pengukuh dapat meningkatkan kapasiti galas beban dan kekakuan awal nod. Sebagai contoh, Bolt kekuatan tinggi 12.9 mempunyai daya pra-ketegangan yang lebih tinggi dan kapasiti galas muktamad, Walaupun tulang rusuk yang mengeras dapat melindungi kimpalan plat bebibir dan dinding lajur, menjadikan keupayaan kerja yang diselaraskan lebih kuat .

Kelebihan khusus keupayaan dan kekakuan beban

1. Kapasiti beban yang lebih baik : Kapasiti beban sambungan flange pengukuhan pelbagai cincin meningkat dengan ketara, secara khusus ditunjukkan sebagai peningkatan 50% kepada 80%. Peningkatan ini disebabkan terutamanya oleh reka bentuk struktur pelbagai cincin yang dioptimumkan, yang boleh menyebarkan dan memindahkan beban dengan lebih berkesan.
2. Penambahbaikan ketegaran : Dengan menetapkan silinder teras dan bolt kekuatan tinggi, kekakuan awal dan kemuluran nod meningkat dengan ketara. Sebagai contoh, Susunan silinder teras dapat meningkatkan tekanan kumpulan bolt pada sambungan bebibir, mengurangkan kehilangan pretensi, dan meningkatkan kemuluran dan ketangguhan nod. . Sebagai tambahan, Penggunaan bolt dan pengukuh kekuatan tinggi juga meningkatkan kekukuhan awal dan pekali kemuluran nod. .
3. Penjimatan bahan : Berbanding dengan nod bebibir tegar tradisional, nod bebibir tegar dalaman dan luaran dapat menjimatkan 2% bahan, yang mempunyai manfaat ekonomi yang signifikan dalam projek berskala besar.

Senario aplikasi

Sambungan flange pengetuk pelbagai cincin baru sangat sesuai untuk reka bentuk menara paip keluli dalam voltan ultra tinggi, MULTI-TURN, Projek Talian Besar dan Lain. Reka bentuk ini bukan sahaja meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan struktur, tetapi juga menyediakan sokongan teknikal untuk kejuruteraan.

kesimpulannya

Sambungan flange pengukuhan pelbagai cincin baru dengan ketara meningkatkan kapasiti dan kekakuan beban melalui reka bentuk yang dioptimumkan semasa menjimatkan bahan.

Cara mengoptimumkan susunan bolt sambungan bebibir melalui analisis unsur terhingga untuk meningkatkan kapasiti galas beban muktamadnya?

Menurut maklumat yang saya cari, mengoptimumkan susunan bolt sambungan flange untuk meningkatkan kapasiti galas beban muktamadnya dapat dicapai dengan cara berikut:

1. Analisis unsur terhingga (FEA) :
   • Sambungan bebibir dimodelkan dan dianalisis menggunakan perisian analisis elemen terhingga seperti Ansys Workbench. Dengan mensimulasikan keadaan tekanan di bawah keadaan kerja yang berbeza, Adalah mungkin untuk menentukan peraturan pengagihan tekanan dan ketegangan sistem sambungan flange bolt di bawah preloading dan di bawah keadaan galas tekanan.
   • Dengan menggabungkan idea reka bentuk yang dioptimumkan dengan analisis unsur terhingga, Dimensi geometri sistem sambungan flange bolt dapat dioptimumkan, dengan itu mengurangkan tekanan setara maksimum pada sendi, mengurangkan jumlah ubah bentuk bebibir, dan memperluaskan hayat perkhidmatan sambungan flange.
2. Pekali pembetulan tekanan bolt :
   • Pekali pembetulan tegasan bolt m diperkenalkan dalam reka bentuk untuk mengambil kira momen lenturan tambahan yang dihasilkan oleh ubah bentuk paip keluli Q690 ke bolt. Penyelidikan menunjukkan bahawa mengambil m ke 0.62 secara berkesan dapat meningkatkan keseragaman pengagihan ketegangan kumpulan bolt, dengan itu meningkatkan kapasiti galas muktamad sambungan bebibir. .
3. Ketumpatan susun atur bolt :
   • Semakin dekat bolt adalah ke dinding paip, semakin banyak kapasiti galas node yang dapat ditingkatkan. kebakaran, mengoptimumkan ketumpatan susunan bolt untuk menjadikannya lebih dekat ke dinding paip dapat meningkatkan keupayaan muktamad muktamad sambungan flange .
4. Preload bolt :
   • Meningkatkan daya preload bolt dapat meningkatkan kapasiti galas muktamad sambungan bebibir. Analisis elemen eksperimen dan terhingga menunjukkan bahawa kumpulan bolt dengan daya preload yang lebih besar telah meningkatkan kapasiti beban tempatan dan ubah bentuk di bawah beban kesan .
5. Diameter bolt :
   • Peningkatan diameter bolt dapat meningkatkan kapasiti galas muktamad sambungan bolt dari paip komposit. Penyelidikan menunjukkan bahawa dengan peningkatan diameter bolt, Kapasiti galas muktamad sambungan bolt tiub komposit meningkat secara tidak linear. .
6. Reka bentuk mesin basuh :
   • Gasket bebibir bertetulang dapat mengurangkan kepekatan tekanan di dinding dalaman tiub dan meningkatkan keupayaan kelebihan lubang untuk menahan kejatuhan retak. Dengan merancang dan memasang gasket bebibir di bahagian dalam dinding paip, Kapasiti beban muktamad sambungan flange dapat diperbaiki dengan berkesan. .
7. Ciri kerosakan kumpulan bolt :
   • Ciri kerosakan kumpulan bolt adalah kerosakan berurutan. Tiga bolt pertama kumpulan bolt atas adalah bolt beban awal, dan kapasiti galas beban mereka menentukan kapasiti galas beban struktur sambungan keseluruhan. kebakaran, Ketumpatan pramuat dan pengedaran bolt utama ini harus dipastikan dalam reka bentuk .
8. Bolt status pretightening :
   • Dalam keadaan pra-ketat, Tekanan keseluruhan dan corak variasi ketegangan penyambung flange bolt pada dasarnya sama seperti keadaan umum. Kerana tekanan di tiub secara beransur -ansur meningkat, Corak variasi tekanan dan ketegangan setiap komponen pada dasarnya sama. kebakaran, Keadaan tekanan di bawah keadaan pramuat harus dipertimbangkan sepenuhnya dalam reka bentuk.

Apakah hasil penyelidikan khusus mengenai kesan penggunaan keluli kekuatan tinggi pada kapasiti muktamad sambungan flange?

Menurut maklumat yang saya cari, Hasil penyelidikan khusus berikut diberikan kepada kesan penggunaan keluli kekuatan tinggi pada kapasiti galas beban muktamad sambungan flange:

1. Permohonan Q690 keluli kekuatan tinggi :
   • Penyelidikan menunjukkan bahawa penggunaan keluli kekuatan tinggi Q690 sebagai bahan flange dapat meningkatkan kapasiti beban muktamad flange. Q690 keluli kekuatan tinggi mempunyai kekuatan hasil yang tinggi dan kekuatan tegangan, yang membolehkan bebibir untuk menahan beban yang lebih besar ketika mengalami tekanan, dengan itu meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan struktur keseluruhan. .
2. Analisis elemen terhingga dan pengesahan eksperimen :
   • Melalui analisis elemen terhingga dan ujian tegangan gandar, Penyelidikan mendapati bahawa kaedah reka bentuk flange keluli kekuatan tinggi Q690 adalah munasabah dan dapat memenuhi keperluan aplikasi kejuruteraan. Hasil ujian menunjukkan bahawa nod bebibir tertakluk kepada daya yang munasabah, dan pekali pembetulan tekanan bolt disyorkan 0.62 Untuk mengurangkan momen lenturan tambahan yang dihasilkan oleh ubah bentuk plat keluli kekuatan tinggi pada bolt. .
3. Kesan bolt dan ketebalan plat bebibir :
   • Semakin dekat bolt ke dinding paip, semakin tinggi kapasiti galas bebibir. Sebagai tambahan, Ketebalan plat bebibir juga mempunyai kesan yang signifikan terhadap kapasiti galas muktamad nod. Meningkatkan ketebalan plat bebibir dapat meningkatkan kapasiti galas, tetapi apabila ketebalan plat bebibir melebihi nilai tertentu, Peningkatan ketebalan mempunyai sedikit kesan untuk meningkatkan kapasiti galas .
4. Kesan diameter dan ketebalan paip keluli :
   • Diameter dan ketebalan paip keluli mempunyai kesan yang signifikan terhadap kapasiti galas muktamad sambungan bebibir. Penyelidikan menunjukkan bahawa nisbah diameter paip keluli ke ketebalan mempunyai pengaruh penting terhadap kapasiti galas flange. Nisbah diameter dan ketebalan yang lebih besar dapat meningkatkan kapasiti galas flange. .
5. Kesan tekanan sisa pada kimpalan :
   • Tekanan sisa dan ubah bentuk sisa semasa kimpalan mempunyai kesan yang signifikan terhadap tekanan nod bebibir. Bebibir tegar menggunakan pengukuh mempunyai pengaruh yang besar terhadap tekanan sisa kimpalan dan ubah bentuk sisa, Jadi perhatian khusus harus dibayar kepada faktor -faktor ini semasa reka bentuk. .
6. Permohonan bebibir leher :
   • Flange berbentuk leher menggabungkan kelebihan bebibir tegar dan bebibir yang fleksibel, dan mempunyai ciri -ciri kekakuan besar, ubah bentuk kecil dan jumlah kimpalan rendah. Penyelidikan menunjukkan bahawa prestasi galas tegangan nod pada tahap kapasiti galas yang berbeza adalah baik, Beban muktamad mencapai 130% ~ 150% daripada beban yang direka, dan ketebalan bebibir, cerun leher, Bolt Preload dan Load Eccentricity adalah parameter utama yang mempengaruhi prestasi galas beban.