管板孔开槽液压胀接接头性能的三维有限元分析!（一）.PDF

设 计 与 结 构 管板孔开槽液压胀接接头性能的 ! 三维有限元分析 （一） ———管板孔开槽时液压胀接接头处的等效应力及残余接触压力的分布 ! # $%’()* +, -%’()* .$/ 0+%1’)’ 23 41,56%)*%%1 $78+,9, :6;9 (2 :6;9’99( =2)+(’ )( :6;9’99( 42%9 ?522@9 （ ） ! :9 $339*( 23 $78+’)2+ -59’’659 2+ $A6)@%9+( B(59’’ +, C9’),6% D2+(*( -59’’659 北京化工大学机电工程学院 于洪杰 徐 鸿 钱才富 ， E+ ()’ 8895 ! # 3)+)(9 9%9F9+( F2,9% ’ 9’(;%)’9, (2 +%1G9 (9 1,56%)*%%1 978+,9, H2)+(’ )( 2+9 I522@9 )+ 9* (6;9’99( 2%9 J :9 9339*(’ 23 (9 I522@9 2+ (9 59’),6% *2+(*( 859’’659 +, ()I(+9’’ 23 (9 H2)+(’ 959 ’(6,)9, *2+’),95)+I (9 ’(5)+ 5,9+)+I 852895()9’ 23 F(95)%’ J :9 ,)’(5);6()2+’ 23 9A6)@%9+( ’(59’’ ， ， ， *2+(*( 859’’659 59’),6% *2+(*( 859’’659 ’ 9%% ’ (9 *+I9 23 *2+(*( 859’’659 +, 59’),6% *2+(*( 859’’659 )( 978+’)2+ 859’’659 959 %’2 )+@9’()I(9, J 关键词：液压胀接接头 三维弹塑性有限元分析 胀接压力 残余接触压力 患，降低整台设备的寿命。还有，碾压本身对管壁 K 引言 的影响难于计算，使得机械胀管理论和设计方法的 ［］ 换热管与管板的接头是换热器中最容易发生失 发展受到了限制L ，为了克服机械胀管法的缺点， 效的地方。管子与管板连接接头的可靠性一直是管 人们研制开发了液压胀管方法。液压胀管的原理 壳式换热器设计中受到重点关注的问题之一。目前 为：插入管板孔中的管段在均匀的胀管液压作用 常用的管子与管板连接技术有焊接、胀接和胀焊结 下，首先发生弹性扩张，然后发生塑性扩张，使管 合等。其中胀接技术又有机械胀接、液压胀接和爆 子外壁与管板孔壁接触；继续增加胀接压力，管板 炸胀接等。机械胀接为国内外广泛使用，但由于该 也首先发生弹性扩张，继而产生局部塑性区；然后 方法是靠胀管器滚子对管子内壁的反复碾压达到胀 卸除胀管压力，管子与管板由液压引起的弹性变形 接目的，因此影响接头质量的因素较多。辊子反复 部分同时发生收缩性的回弹，但由于管板回弹量大 地大力碾压管子内壁不仅会使管子内表面的金属晶 于管子回弹量，管板箍紧管子，在管子与管板间产 体被碾压变形，发生不均匀冷作硬化而降低塑性， 生胀紧力，即残余接触压力。胀管的最终目的就是 而且会使金属表层发生剪切疲劳裂纹，严重时就发 为了在管子与管