長管拖車氣瓶瓶口外螺紋磨損數(shù)值分析.pdf

1、太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文I長管拖車氣瓶瓶口外螺紋磨損數(shù)值分析摘要長管拖車是一種氣體運(yùn)輸設(shè)備，由多個(gè)大容積氣瓶安裝在汽車拖車底盤連接的框架或者將多個(gè)大體積氣瓶用綁帶固定在拖車底盤上，同時(shí)將氣瓶頭部連通用來輸送可壓縮性氣體，氣瓶體積大且承壓高，運(yùn)輸效率高；可將氣體輸送到所有通公路的地方，覆蓋范圍廣。近年來，伴隨著我國天然氣工業(yè)的高速發(fā)展，長管拖車在我國得到了廣泛的應(yīng)用。在長管拖車定期檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)長管拖車氣瓶瓶口外螺紋存在磨損現(xiàn)象，

2、螺紋牙磨損嚴(yán)重，為減少經(jīng)濟(jì)的損失，常需要重新加工瓶口外螺紋，然而多次加工螺紋易導(dǎo)致瓶口壁厚材料減少，變薄，無法滿足規(guī)范要求，同時(shí)其壁厚無法承受工作載荷而發(fā)生泄露，發(fā)生事故。本文受國家質(zhì)檢總局科技計(jì)劃項(xiàng)目（2013QK021）和國家公益性行業(yè)（質(zhì)檢）科研專項(xiàng)項(xiàng)目（201210020）的資助，對(duì)長管拖車進(jìn)行了基本闡述，同時(shí)應(yīng)用ANSYS建立長管拖車氣瓶有限元模型，計(jì)算不同工況下氣瓶應(yīng)力及氣瓶瓶口外螺紋應(yīng)力分布，本文的研究內(nèi)容與結(jié)論如下：（1

3、）建立了帶有氣瓶瓶口、銷釘、支撐鋼板及法蘭的整體的三維14圓軸對(duì)稱有限元模型，進(jìn)行了對(duì)應(yīng)的線彈性分析，結(jié)果表明：在內(nèi)壓載荷作用下，氣瓶瓶口外螺紋首圈嚙合螺紋牙根部承受的等效應(yīng)力是最大的，隨著連接螺紋數(shù)增加，螺紋等效應(yīng)力依次降低；在內(nèi)壓、自重與慣性載荷的共同作用下，首圈嚙合螺紋等效應(yīng)力最大，隨著連接螺紋增多，螺紋的等效應(yīng)力逐漸降低；慣性載荷和氣瓶自重作用對(duì)螺紋的應(yīng)力作用都很微弱；慣性載荷加劇了兩頭瓶口外螺紋應(yīng)力分布的不均勻性，其中前瓶口外

4、螺紋的等效應(yīng)力比后瓶口外螺紋的等效應(yīng)力小，當(dāng)長管拖車不均勻行駛，氣瓶后瓶口的螺紋應(yīng)力最大；氣瓶前瓶口螺紋磨損沒有后瓶口磨損嚴(yán)重；防轉(zhuǎn)銷釘建議采用斜45插入氣瓶與法蘭之間，不僅避免氣瓶瓶口切削大量材料，而且其受力較好，能夠提高氣瓶瓶口原料利用率。（2）建立了帶有法蘭、支撐鋼板與氣瓶瓶口二維軸對(duì)稱有限元模型，其中瓶口外螺紋規(guī)格采用UN螺紋和G螺紋，進(jìn)行了彈塑性分析，其結(jié)果表明：在受內(nèi)壓載荷下G螺紋首圈受力優(yōu)于UN螺紋首圈受力；在受慣性載荷與