1. Flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesini etkileyen faktörler

Birçok çalışmaya göre, Flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesi çeşitli faktörlerden etkilenir, flanş plakasının kalınlığı dahil, cıvata sayısı, flanş ve çelik boru arasındaki mesafe, ve maddi gücü. Örneğin:

• Flanş Plaka Kalınlığı : Flanş plakasının kalınlığı, yük taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.. Çalışmalar, flanş plakasının kalınlığının arttığında, Flanş bağlantısının yük taşıma kapasitesi artar. Örneğin, Bazı çalışmalar, plastik deformasyonun neden olduğu yük taşıma kapasitesindeki azalmayı azaltmak için flanş plakasının kalınlığının 14 mm'den büyük olması gerektiğine dikkat çekmiştir..
• Cıvataların sayısı ve düzeni : Cıvataların sayısı ve düzeni, flanş bağlantılarının yük taşıma kapasitesi üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir.. Örneğin, Cıvata sayısının arttırılması, bağlantının yorulma gücünü ve genel stabilitesini artırabilir .
• Malzeme gücü : Flanş bağlantısının taşıma kapasitesi, kullanılan malzemenin gücü ile de yakından ilişkilidir.. Örneğin, Yüksek mukavemetli çeliklerin kullanımı (Q690 gibi) Flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırabilir. .

2. Nihai yük taşıma kapasitesinin deneysel ve sayısal simülasyonu

Çoklu deneysel ve sayısal simülasyon çalışmaları, flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesini doğrulamıştır:

• Deneysel araştırma : Tam boyutlu deneylerle, Araştırmacılar, flanş bağlantılarının esas olarak sınır durumunda iki başarısızlık modunda ortaya çıktığını buldular.: Birincisi, flanş plakasının aşırı plastik deformasyonunun, yük taşıma kapasitesinde bir azalmaya yol açmasıdır.; diğeri, çelik borunun veriminin bağlantının arızalanmasına yol açmasıdır.. ek olarak, Farklı flanş bağlantıları için (boyun flanşları ve düz kaynaklı flanşlar gibi), Deneysel sonuçlar, flanş plakası kalınlığının ve cıvata sayısının, yük taşıma kapasitesini etkileyen anahtar parametreler olduğunu göstermektedir..
• Sayısal simülasyon : Sonlu eleman analizi, flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesini tahmin etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.. Örneğin, ANSYS Yazılım Simülasyonu aracılığıyla, Flanş plakalarının kalınlığını ve cıvataların sayısının, bağlantının sertliğini ve yük taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırabileceği bulundu.. . ek olarak, Belirli tasarımlar için (tek rüzgar takviye plakaları ile flanş bağlantıları gibi), Sonlu eleman modeli, deneysel sonuçlarla iyi tutarlıdır. .

3. Nihai taşıma kapasitesinin teorik analizi

Teorik analiz ayrıca flanş bağlantısı yük taşıma kapasitesinin düzenliliğini ortaya koyuyor:

• Yük taşıma kapasite formülü : Araştırmalar, flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesinin kalınlığı ile olumlu ilişkili olduğunu göstermektedir., ilişki plakanın uzunluğu ve açılı çeliğin kalınlığı ile ilişki daha küçükken. .
• Başarısızlık modu : Flanş bağlantısının ana arıza modları plastik deformasyon içerir, cıvata gevşeme ve çelik boru verimi. Örneğin, Gevşek cıvatalar, döngüsel yükleme altında bağlantının yorgunluk arızasına neden olabilir, rüzgar yükleme veya deprem eylemi gibi.

4. Uygulama ve iyileştirme

Pratik mühendislik uygulamaları için, Araştırmacılar çeşitli iyileştirme önlemleri önerdi:

• Tasarımı Güçlendir : Flanş plakasının kalınlığını artırarak, Yüksek mukavemetli çelik veya bağlanma kanal çeliği kullanma, Flanş bağlantısının yük taşıma kapasitesi ve yorgunluk ömrü önemli ölçüde geliştirilebilir.
• Optimize edilmiş düzen : Makul cıvata düzenlemesi ve cıvata sayısının arttırılması, bağlantının genel sertliğini ve stabilitesini artırabilir .
• Yeni Yapı : Örneğin, Çok halkalı sertleştirme flanş bağlantısının kullanımı, yük taşıma kapasitesini ve sertliği daha da artırabilir.

Sonuç olarak

Yukarıdaki analize dayanarak, Çelik boru kulesi flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesi çeşitli faktörlerden etkilenir, Malzeme Gücü dahil, Flanş Plaka Kalınlığı, cıvata sayısı ve düzen yöntemi. Deneysel bir kombinasyon yoluyla, Sayısal simülasyon ve teorik analiz, Flanş bağlantılarının yük taşıma kapasitesi etkili bir şekilde tahmin edilebilir ve optimize edilebilir. Aynı zamanda, gerçek projelerde, Belirli ihtiyaçlara göre uygun malzemeler ve tasarım parametreleri seçilmelidir, ve bağlantının güvenliğini ve güvenilirliğini artırmak için karşılık gelen iyileştirme önlemleri alınmalıdır..

Flanş plakasının kalınlığı, çelik boru kulesi flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesini nasıl etkiliyor??

Aradığım bilgilere göre, Flanş plakasının kalınlığı, çelik boru kulesi flanş bağlantısının nihai taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.. Özellikle, Flanş plakasının kalınlığındaki artış, flanş düğümlerinin mukavemetini ve sertliğini artırabilir, Flanş plakasının deformasyonunu ve flanş plakası ile ana malzeme arasındaki bağlantıdaki stres konsantrasyonunu azaltın, böylece flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesini iyileştirme. ancak, Flanş plakasının kalınlığı belirli bir değere ulaştığında, Nihai yük taşıma kapasitesini iyileştirme üzerindeki etkisi yavaş yavaş zayıflayacak, ve çok kalın flanş plakası nedeniyle gereksiz malzeme kullanımını bile artırabilir, ekonomik verimlilikte bir azalmaya neden olur.

Pratik uygulamalarda, Flanş plakası kalınlığı seçimi, yük taşıma performansının ve ekonomisinin kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesini gerektirir. Örneğin, Ultra yüksek basınçlı çelik boru kulesi için dövme flanşları, Flanş plakasının kalınlığındaki artış, düğümün başlangıç ​​sertliğini ve gerilme taşıma performansını iyileştirebilir, Ayrıca, cıvatadaki meraklı kuvvetin ürettiği ek stresi de artıracaktır, böylece düğümlerin ön yükleme ve uzun süreli stabilitesini etkiler. bu nedenle, Yapısal güvenliği karşılarken en iyi ekonomi ve güvenliği elde etmek için flanş plakasının kalınlığının tasarımı mümkün olduğunca makul seçilmelidir..

ek olarak, Flanş plakasının kalınlığının da cıvatanın kuvveti üzerinde belirli bir etkisi vardır.. Cıvatanın ön yük kuvveti ne kadar büyük olursa, Flanş plakasının başlangıç ​​sertliği ne kadar büyük olur, Ancak cıvatanın aşırı ön yük kuvveti, cıvatanın yetersiz ön yük kuvvetine neden olabilir, düğümün yük taşıma kapasitesini etkileyecek. bu nedenle, Flanş plakasının kalınlığını tasarlarken, Cıvata ön yük kuvvetinin makul bir aralıkta olmasını sağlamak için cıvata ön yük kuvvetinin etkisini de dikkate almak gerekir..

Flanş plakasının kalınlığı, çelik boru kulesi flanş bağlantısının nihai taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir..

Flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesini tahmin etmede deneysel araştırma ile sayısal simülasyon arasındaki temel farklar nelerdir??

Flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesini tahmin etmede deneysel araştırmalar ve sayısal simülasyon arasındaki temel farklılıklar esas olarak aşağıdaki yönlere yansıtılmaktadır.:

1. Yük taşıma kapasitesindeki farklılıklar :
   • aralarında var, Deneyler ve sayısal testler arasındaki flanş eklemlerinin yük taşıma kapasitesindeki farktı 14.76%, Kasa eklemlerindeki fark 18.83%. Bu, sayısal simülasyon sonuçlarının laboratuvar test sonuçlarından biraz daha yüksek olduğunu göstermektedir., Muhtemelen sayısal simülasyon ideal yükleme koşullarını daha iyi karşıladığı için .
2. Yükleme işlemindeki farklılıklar :
   • Flanş eklemi ilk aşamada hızla gelişir, verimden sonra sertlikte hafif bir azalma ile, Ve sonra yük stabilize olur, İyi geç aşama yük taşıma kapasitesi gösteriyor. Tersine, Muhafaza ekleminin sertliği, flanş ekleminden biraz daha büyüktür., Ve nihai güç 2.85 Flanş ekleminin zamanları. Kuvvet iletim mekanizması açık ve yük dağılımı düzgün, İyi süneklik ve nihai yük taşıma kapasitesi gösteriyor. .
3. Malzeme özelliklerindeki farklılıklar :
   • Bu arada varlık, CSW ile IPCBI'nın bükülme testi sonuçları, bükülme arızasına rağmen, Mükemmel bükülme performansı gösterildi. Bu, sayısal simülasyonların sonuçlarıyla tutarlıdır, CSW'nin flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi .
4. Model parametrelerinin etkileri :
   • aralarında var, Sütun tepesindeki CFST-1'lerin ve CFST-2'lerin iki kesitsel formundaki kayar rulmanların taşıma kapasitesi sayısal simülasyon ve deneysel karşılaştırma idi.. Sonuçlar, FE simülasyonunun yük taşıma kapasitesinin önemli ölçüde azalmadığını göstermektedir., Ve bazı hatalar olmasına rağmen, Hata kabul edilebilir bir aralıkta. Bu, sayısal simülasyonun flanş bağlantılarının yük taşıma kapasitesini daha iyi tahmin edebileceğini göstermektedir. .
5. Yükleme koşullarındaki farklılıklar :
   • Sonlu eleman modeli doğrulamasında, Sınır yükü ile sonlu eleman modelinin testi arasındaki hata 15%, ve sınır yük-açık sapma eğrisi, yük eksenli gerinim eğrisini sınırlayın ve test sonuçları iyi, sonlu eleman modelinin daha doğru olduğunu gösterir.

Flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesini tahmin etmede deneysel araştırma ve sayısal simülasyon arasındaki temel farklar, yük taşıma kapasitesinin spesifik sayısal değerlerinde yatmaktadır., Yükleme işleminin detayları, ve malzeme özelliklerinin yansıması. Sayısal simülasyonlar genellikle ideal yükleme koşullarını daha iyi karşılayabilir, böylece daha doğru tahmin sonuçları.

Yeni çok halkalı sertleştirme flanş bağlantısının tasarım detayları ve yük taşıma kapasitesi ve sertlik için özel avantajları nelerdir??

Yeni çok halkalı sertleştirme flanş bağlantısının tasarım detayları ve bunların yük taşıma kapasitesi ve sertliğine yönelik özel avantajları aşağıdaki gibidir.:

Tasarım Ayrıntıları

1. Çok halkalı sertleştirme yapısı : Yeni çok halkalı sertleştirme flanşı bağlantısı, çok halkalı bir sertleştirme tasarımı benimsiyor, flanş düğümünün yük taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırabilir. Özellikle, Çok halkalı sertleşmenin taşıma kapasitesi, 50% için 80% Tek halkalı sertleştirici çelik boru düğümleriyle karşılaştırıldığında.
2. İç ve dış sert flanş düğümleri : Çok halkalı sertleşmeye ek olarak, Yeni flanş bağlantısı ayrıca iç ve dış sert flanş düğümlerinin tasarımını da sunar. Bu tasarım sadece düğümün yük taşıma kapasitesini iyileştirmekle kalmaz, ama aynı zamanda kurtarır 2% maddi.
3. Yüksek mukavemetli cıvatalar ve takviyeler : Pratik uygulamalarda, Yüksek mukavemetli cıvataların ve takviyelerin ayarlanması, düğümün yük taşıma kapasitesini ve başlangıç ​​sertliğini daha da artırabilir. Örneğin, 12.9 seviyeli yüksek mukavemetli cıvata, daha yüksek gerginlik öncesi kuvvete ve nihai taşıma kapasitesine sahiptir., Sertleşen kaburgalar flanş plakasının ve kolon duvarlarının kaynaklarını koruyabilir, koordineli çalışma yeteneğini daha güçlü hale getirmek .

Yük taşıma kapasitesi ve sertliğinin belirli avantajları

1. Geliştirilmiş yük kapasitesi : Çok halkalı sertleştirme flanş bağlantısının yük kapasitesi önemli ölçüde geliştirildi, özellikle bir artış olarak ortaya çıkan 50% için 80%. Bu gelişme esas olarak çok halkalı yapının optimize edilmiş tasarımından kaynaklanmaktadır., yükleri daha etkili bir şekilde dağıtabilir ve aktarabilir.
2. Sertlik iyileştirme : Çekirdek silindir ve yüksek mukavemetli cıvataları ayarlayarak, Düğümlerin başlangıç ​​sertliği ve sünekliği önemli ölçüde geliştirildi. Örneğin, Çekirdek silindirin düzenlenmesi, flanş bağlantısında cıvata grubunun stresini artırabilir, Önleme kaybını azaltın, ve düğümlerin sünekliğini ve tokluğunu iyileştirin. . ek olarak, Yüksek mukavemetli cıvataların ve takviyelerin kullanımı, düğümlerin başlangıç ​​sertliğini ve süneklik katsayısını da önemli ölçüde artırır. .
3. Malzeme tasarrufu : Geleneksel sert flanş düğümleriyle karşılaştırıldığında, Dahili ve harici sert flanş düğümleri 2% Malzemenin, büyük ölçekli projelerde önemli ekonomik faydaları.

Uygulama senaryoları

Yeni çok halkalı sertleştirme flanş bağlantısı, ultra yüksek voltajda çelik boru kulesi tasarımı için özellikle uygundur, çok dönüş, büyük açıklık ve diğer hat projeleri. Bu tasarım sadece yapının güvenliğini ve güvenilirliğini arttırmakla kalmaz, aynı zamanda mühendislik için teknik destek sağlar.

Sonuç olarak

Yeni çok halkalı sertleştirme flanşı bağlantısı, malzemeleri tasarruf ederken optimize edilmiş tasarım yoluyla yük taşıma kapasitesini ve sertliği önemli ölçüde iyileştirir.

Nihai yük taşıma kapasitesini iyileştirmek için sonlu eleman analizi yoluyla flanş bağlantılarının cıvata düzenlemesi nasıl optimize edilir?

Aradığım bilgilere göre, Nihai yük taşıma kapasitesini artırmak için flanş bağlantılarının cıvata düzenlemesinin optimize edilmesi aşağıdaki yollarla elde edilebilir:

1. Sonlu Eleman Analizi (FEA) :
   • Flanş bağlantıları, ANSYS Workbench gibi sonlu eleman analiz yazılımı kullanılarak modellenir ve analiz edilir.. Farklı çalışma koşulları altında stres koşullarını simüle ederek, Ön yükleme ve basınçlı taşıma koşulları altında cıvata flanşı bağlantı sisteminin stres ve gerinim dağılım kurallarını belirlemek mümkündür..
   • Optimize edilmiş tasarım fikrini sonlu eleman analizi ile birleştirerek, Cıvata flanşı bağlantı sisteminin geometrik boyutları optimize edilebilir, böylece eklem üzerindeki maksimum eşdeğer stresin azaltılması, Flanş deformasyonu miktarını azaltmak, ve flanş bağlantısının hizmet ömrünü uzatma.
2. Cıvata Stres Düzeltme Katsayısı :
   • Q690 çelik borusunun cıvataya deformasyonunun ürettiği ek bükme momentini dikkate almak için cıvata gerilimi düzeltme katsayısı m m tasarıma verilir.. Araştırmalar, m'nin 0.62 cıvata gruplarının gerilim dağılımının tekdüzeliğini etkili bir şekilde iyileştirebilir, böylece flanş bağlantılarının nihai taşıma kapasitesini iyileştirme. .
3. Cıvata Düzeni Yoğunluğu :
   • Cıvata boru duvarına ne kadar yakın olursa, Düğüm nihai taşıma kapasitesi ne kadar çok geliştirilebilir. bu nedenle, Boru duvarına yaklaştırmak için cıvataların düzenleme yoğunluğunu optimize etmek, flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesini etkili bir şekilde iyileştirebilir .
4. Cıvata ön yük :
   • Cıvataların ön yük kuvvetinin arttırılması, flanş bağlantısının nihai taşıma kapasitesini artırabilir. Deneysel ve sonlu element analizi .
5. Cıvata çapı :
   • Cıvata çapındaki artış, kompozit borunun cıvata bağlantısının nihai taşıma kapasitesini artırabilir. Araştırmalar, cıvata çapındaki artışla, Kompozit tüp cıvata bağlantısının nihai taşıma kapasitesi doğrusal olmayan bir şekilde artar. .
6. Çamaşır tasarımı :
   • Güçlendirilmiş flanş contaları, tüpün iç duvarındaki stres konsantrasyonunu azaltabilir ve delik kenarının çatlak serpintisine direnme yeteneğini artırabilir. Boru duvarının iç tarafına flanş contaları tasarlayarak ve takarak, Flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesi etkili bir şekilde geliştirilebilir. .
7. Cıvata Grubu Hasar Özellikleri :
   • Cıvata grubunun hasar özelliği sıralı hasardır. Üst cıvata grubunun ilk üç cıvatası başlangıç ​​yükü taşıyan cıvatalardır, ve yük taşıma kapasiteleri, genel bağlantı yapısının yük taşıma kapasitesini belirler. bu nedenle, Tasarımda bu anahtar cıvataların ön yük ve dağıtım yoğunluğu sağlanmalıdır. .
8. Cıvata İstila Durumu :
   • Önceden sıkıcı durumda, Cıvata flanşı konnektörünün genel stres ve gerinim varyasyon paternleri temel olarak genel durumunkilerle aynıdır. Tüpteki basınç yavaş yavaş arttıkça, Her bir bileşenin stres ve gerinim varyasyon paternleri temel olarak aynıdır. bu nedenle, Tasarımda önceden yüklenmiş durum altındaki stres koşulları tam olarak dikkate alınmalıdır.

Yüksek mukavemetli çelik kullanımının flanş bağlantılarının nihai yük taşıma kapasitesi üzerindeki etkisinin spesifik araştırma sonuçları nelerdir??

Aradığım bilgilere göre, Yüksek mukavemetli çelik kullanımının flanş bağlantısının nihai yük taşıma kapasitesi üzerindeki etkisine aşağıdaki özel araştırma sonuçları verilmiştir.:

1. Q690 yüksek mukavemetli çeliğin uygulanması :
   • Araştırmalar, flanş malzemesi olarak Q690 yüksek mukavemetli çelik kullanımının, flanşın nihai yük taşıma kapasitesini önemli ölçüde artırabileceğini göstermektedir.. Q690 Yüksek mukavemetli çelik yüksek verim mukavemeti ve gerilme mukavemeti, bu da stres altındayken flanşın daha büyük yüklere dayanmasını sağlar, böylece genel yapının güvenliğini ve güvenilirliğini artırmak. .
2. Sonlu eleman analizi ve deneysel doğrulama :
   • Sonlu eleman analizi ve aks gerilme testi yoluyla, Araştırma, Q690 yüksek mukavemetli çelik flanşının tasarım yönteminin makul olduğunu ve mühendislik uygulamalarının gereksinimlerini karşılayabileceğini buldu.. Test sonuçları, flanş düğümünün makul bir kuvvete tabi olduğunu göstermektedir, ve cıvatanın stres düzeltme katsayısının 0.62 Yüksek mukavemetli çelik plakanın cıvata üzerindeki deformasyonuyla üretilen ek bükme momentini azaltmak için. .
3. Cıvataların ve flanş plakası kalınlığının etkileri :
   • Cıvatalar boru duvarına ne kadar yaklaşırsa, flanşın yatak kapasitesi ne kadar yüksek olursa. ek olarak, Flanş plakasının kalınlığının da düğümün nihai taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkisi vardır.. Flanş plakasının kalınlığını arttırmak, taşıma kapasitesini artırabilir, Ancak flanş plakasının kalınlığı belirli bir değeri aştığında, Kalınlıktaki artışın, taşıma kapasitesinin iyileştirilmesi üzerinde çok az etkisi vardır. .
4. Çelik boru çapı ve kalınlığının etkileri :
   • Çelik borunun çapı ve kalınlığı, flanş bağlantısının nihai taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.. Araştırmalar, çelik boru çapının kalınlığa oranının, flanşın taşıma kapasitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.. Daha büyük çap ve kalınlık oranı, flanşın taşıma kapasitesini artırabilir. .
5. Artık stresin kaynak üzerindeki etkileri :
   • Kaynak sırasında artık stres ve artık deformasyonun flanş düğümünün stresi üzerinde önemli bir etkisi vardır. Takviyeleri kullanan sert flanşlar, kaynak kalıntısı ve artık deformasyon üzerinde büyük etkiye sahiptir., Bu nedenle, tasarım sırasında bu faktörlere özel dikkat gösterilmelidir. .
6. Boyun oluşturulan flanşın uygulaması :
   • Boyun şeklindeki flanş, sert flanşların ve esnek flanşların avantajlarını birleştirir, ve büyük sertliğin özelliklerine sahiptir, Küçük deformasyon ve düşük kaynak hacmi. Araştırmalar, düğümlerin farklı yatak kapasitesi seviyelerindeki gerilme taşıma performansının iyi olduğunu göstermektedir., Nihai yük tasarlanan yükün% 130 ~% 150'ine ulaşır, ve flanş kalınlığı, boyun eğimi, Cıvata ön yükü ve yük eksantrikliği, yük taşıyan performansı etkileyen anahtar bir parametredir.