Раціональне конструювання фланцевого з'єднання з приварною шийкою в стик та ущільнювальною поверхнею зі сполучним виступом

Abstract

Об’єкт дослідження – фланцеве з'єднання з приварною шийкою в стик та ущільнювальною поверхнею зі сполучним виступом. Предмет дослідження – вплив на міцність геометрії на напруженно-деформівний стан фланцевого з'єднання з приварною шийкою в стик та ущільнювальною поверхнею зі сполучним виступом на основі IV теорії міцності. Мета роботи – оптимізація геометрії фланцевого з’єднання з приварною шийкою в стик та ущільнювальною поверхнею зі сполучним виступом шляхом чисельного експерименту на основі його планування. Мета дослідження – метод скінченних елементів , інженерні методи обчислення фланцевих з’єднань, IV теорія міцності, теорія планування експерименту другого порядку. В роботі досліджено фланцеве з'єднання з приварною шийкою в стик та ущільнювальною поверхнею зі сполучним виступом. Геометричні розміри вихідного варіанта фланцеве з'єднання з приварною шийкою визначено на основі інженерних методик, прийнятих у закритому акціонерному товаристві "Укренергоатом". Напружено-деформований стан окремих фланців фланцевого з'єднання під статичною дією внутрішнього тиску та сил затягнення шпильок визначено методом скінчених елементів в осесиметричній постановці. Для оцінки міцності окремих фланців фланцевого з'єднання використано IV теорію міцності. За теорією планування чисельного експерименту поліпшено значення формалізованих змінних радіальних та осьових характерних розмірів у геометрії фланця з умови максимізації її міцності.

Объект исследования – фланцевое соединение с приварной шейкой в ​​стык и уплотнительной поверхностью с соединительным выступом. Предмет исследования – влияние на прочность геометрии на напряженно-деформируемое состояние фланцевого соединения с приварной шейкой в ​​стык и уплотнительной поверхностью с соединительным выступом на основе IV теории прочности. Цель работы – оптимизация геометрии фланцевого соединения с приварным горлышком в стык и уплотнительной поверхностью с соединительным выступом путем численного эксперимента на основе его планирования. Цель исследования – метод конечных элементов, инженерные методы вычисления фланцевых соединений, IV теория прочности, теория планирования эксперимента второго порядка. В работе исследовано фланцевое соединение с приварной шейкой в ​​стык и уплотнительной поверхностью с соединительным выступом. Геометрические размеры исходного варианта фланцевого соединения с приварным горлышком определены на основе инженерных методик, принятых в закрытом акционерном обществе "Укрэнергоатом". Напряженно-деформированное состояние отдельных фланцев фланцевого соединения под статическим действием внутреннего давления и сил затяжки шпилек определено методом оконченных элементов в осесимметричной постановке. Для оценки прочности отдельных фланцев фланцевого соединения использована IV теория прочности. По теории планирования численного эксперимента улучшено значение формализованных переменных радиальных и осевых характерных размеров в геометрии фланца из условия максимизации ее прочности.

The research object is a flange connection with a welded neck in a joint and a sealing surface with a connecting protrusion. The subject of the study is the influence of geometry strength on the stress-strain state of a flange connection with a butt-welded neck and a sealing surface with a connecting protrusion based on the IV theory of force. The work aims to optimize the geometry of the flange connection with a welded neck in a joint and a sealing surface with a connecting protrusion using a numerical experiment based on its planning. The purpose of the study is the finite element method, engineering methods for calculating flanged joints, the IV theory of strength, and the theory of second-order experiment planning. A flange connection with a welded neck in a joint and a sealing surface with a connecting protrusion was investigated in the work. The geometric dimensions of the initial version of the flange connection with a welded neck are determined on the basis of engineering methods adopted by the closed joint-stock company "Ukrenergoatom". The stress-strain state of individual flanges of a flange connection under the static action of internal pressure and pin tightening forces is determined by the method of finite elements in an axisymmetric setup. IV strength theory was used to assess the strength of individual flanges of the flange connection. According to the planning theory of the numerical experiment, the value of the formalized variable radial and axial characteristic dimensions in the geometry of the flange is improved under the condition of maximizing its strength.