管子与管板连接接头的强度和密封性能研究

【英文题名】 Study of the Strength and Tightness of Tube-to-Tubesheet Connection Joints
【作者】 段成红;
【导师】 钱才富;
【学位授予单位】 北京化工大学;
【学科专业名称】 化工过程机械
【学位年度】 2007
【论文级别】 博士
【基金】 北京市自然科学基金
【关键词】 焊接接头; 液压胀接接头; 胀焊结合接头; 拉脱力; 残余接触压力; 热-固结合分析;
【英文关键词】 welded joint; hydraulically expanded joint; expanded-and-welded joint; pull-out force; residual contact pressure; heat and structure combining analysis;
【中文摘要】 目前我国已经成为制造大国，但却不是制造强国，特别是在石油、化工、能源等工业制造领域。管壳式换热器在这些工业领域中有着广泛地应用，而换热器中管子与管板的连接接头(包括胀接接头、焊接接头以及胀焊结合接头)是制造过程中数量最多、变形最复杂、使用过程中失效最为频繁的地方。因此，对管子与管板连接接头的强度和密封性能的研究有着广泛的工业应用价值和较大的理论研究意义。 本论文首先通过试验获得了接头相关材料的应力应变曲线，为随后的非线性数值模拟取得了材料性能数据，从材料角度保证了计算结果的正确性。 其次，论文对液压胀接接头、焊接接头、胀焊结合接头进行了接头强度的试验研究和数值模拟分析，重点对比研究了这些接头在常温下拉脱力的大小和失效形式。在本论文研究的参数范围内发现：胀接接头的拉脱力远小于焊接接头的拉脱力，约为其大小的1／6-1／5，即焊接接头承载能力明显高于胀接接头。焊接、先焊后胀以及先胀后焊这三类接头的拉脱力相差较小，且焊接接头的拉脱力还略大于后两种情况，说明这三种接头的轴向连接强度并没有本质区别；胀焊结合接头中胀接压力大小对拉脱力影响不大。焊接接头拉脱破坏时，其断裂面沿...
【英文摘要】 Presently, China has become a big manufacturing country, but not a manufacturing power, especially in the fields of petroleum, chemical and energy industries etc. Shell-and-tube heat exchangers are widely used in these industries. The tube-to-tubesheet connection joints (including expanded joint, welded joint, and expanded-and-welded joint) are the places which are large in number and complicated in deformation in the manufacturing process, and easiest in failure during the application process.