阀门环形螺栓组装配工艺有限元仿真_林文亮.pdfVIP

制造业信息化 MANUFACTURING INFORMATIZATION 仿真/建模/CAD/CAM/CAE/CAPP 阀门环形螺栓组装配工艺有限元仿真 林文亮，冀晓来，茹红宇，陈军波， 戚保凯 （首都航天机械公司，北京100076） 要： 对航天某系阀门环形法兰螺栓组装配的工艺，建立阀门环形法兰三维模型，确立阀门法兰仿真的边界条件， 摘 针 通过对阀门法兰有限元仿真，分析了阀门法兰依次装配、对角装配及同时装配时阀门法兰的应力和变形，得出了阀门环 形法兰螺栓组装配的优化方案。 关键 阀门法兰；螺栓组；有限元；装配工艺 词： 中图分类号：TP 391.7 文献标志码：A 文章编号：1002－2333 （2014）03－0 166－02 0 引 言 完整的模型所占用的计算机资源较多，计算时间过长。 螺栓组连接是阀门法兰连接常用的连接形式。阀门 因此，对不影响主要分析结果的零件特征简化，建立简 螺栓组的装配质量是影响阀门产品综合性能的重要因 化的螺栓组装配模型模拟实际的装配［3 ］ 。将螺栓螺纹 素。随着螺栓连接在阀门法兰装配中的广泛应用，阀门螺 部分去掉，采用 ANSYS 自带的螺栓预紧力来模拟通 ［ ］ 栓组装配工艺越来越引起人们的关注1 。对阀门螺栓组装 过螺纹实际加载到螺栓上的力。阀门法兰的三维模型 配工艺的探究也变得越来越重要。螺栓法兰连接的正确 如图2 所示。 螺栓与垫 安装对保证法兰接头的结构完整性和连接密封性两者都 阀门法兰 片接触 上法兰与 ［ ］ 具有重要意义2 。螺栓法兰连接的螺栓安装工艺直接影响 整个装配整体 螺栓接触 着垫片及法兰面的变形，从而影响了法兰的密封性。针对 的刚度依赖于 下法兰与 阀门法兰螺栓装配的上述问题，采用有限元分析对阀门 阀门法兰的接 上法兰与 垫片接触 垫片接触 环形螺栓组装配工艺进行分析。 触状态，在上 下法兰与 1 阀门法兰有限元仿真总体方案 法兰与螺栓、 螺栓接触 目前国内外阀门法兰螺栓组装配工艺较多，而且针对 上法兰与垫 图3 阀门法兰接触定义示意图 不同的工况装配工艺也不尽相同。本文拟定4 种装配顺序 片、垫片与下 对阀门环形螺栓组装配工艺的影响进行分析。阀门环形螺 法兰等接触表面其相互依存的依赖关系并不是线性的。 栓组装配工艺有限元仿真整体方案如图1 所示。 阀门法兰螺栓的接触问题是典型的非线性接触，本文定 义阀门法兰主要接触如图3 所示。 阀门环形螺栓组装配工艺有限元分析 3 阀门环形螺栓组装配工艺有限元分析 阀门环形螺栓组装 10