高磅级旋转法兰结构设计及有限元分析

摘要

为了更好地评估旋转法兰在高温、高压下的工作状态，在现有压力级别(300～900磅)旋转法兰的基础上，对1 500磅和2 500磅旋转法兰进行结构设计和建模，并对模型强度和刚度进行校核，同时采用ABAQUS软件进行有限元静态力学分析。结果表明：各公称直径下旋转法兰的计算应力均小于许用应力，刚度满足使用要求；压力等级和法兰尺寸对旋转法兰应力分布存在一定影响，1 500磅旋转法兰存在芯套小端高颈以及垫片与法兰盘相接触2个应力集中区域，2 500磅旋转法兰除上述2个应力集中区域外，其芯套台阶处也会产生应力集中；最大应力均出现在芯套小端高颈处，且最大应力小于材料许用应力，设计的高磅级旋转法兰满足使用要求。研究结果进一步丰富了2 500磅旋转法兰结构设计案例，可为高磅级旋转法兰结构设计提供参考。

关键词

结构设计 / 高磅级 / 旋转法兰 / 尺寸设计 / 强度刚度校核 / 有限元

基金资助

广西自然科学基金面上项目(2020JJA160034); 河北省重点研发项目(19211007D); 广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2020KY2018)