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金属学与金属工艺
维普资讯
· 28 · 重 型 机 械 1999 N0.5
软介质胀管中胀接压力选取范围的确定
太 原 重 型 机 械 学 院 宋建丽 王 卫卫
平定化工化肥集团公司 菁 l
— — — — — 一 、J
摘要 以弹塑性理论为基础 ,分析了软介质胀管过程中管子与管板的受力和变形情况 ,给出了胀接
压力的选取范围以及残余接触压力的计算方法 ,并用有限元方法结合实例进行了验证 1 f7z
叙词 坌重监篁 塑塞量 专晕声 j之 ,
Abstract In thispaper,thestressanddeformation oftubeandtube—sheetin soft 竹
medium expansionWasanalyzedwithelasto—plastictheory.Andacomputingprocedure
wasproposed to determinetheexpandingpressureand residualcontactpressure.A
practicalexamplewasalsousedwithFEM t0verifythecorrectionofthemethod.
Descriptors softmedium tube—expansion,expanding pressure,residualcontact
pressure,FEM
材料,且为了便于分析,管板孔 内壁按不开槽计
1 引言
算,则胀接过程可 以分为以下三个阶段 (如图2所
管子与管板的连接是管壳式换热器制造中最 示):
主要的技术问题之~,它直接关系着设备的制造
周期和造价 。长期以来 ,国内外换热器制造中管
子与管板的连接 ,通常采用传统的机械滚柱胀管
法 。近年来在胀管领域又出现 了液压胀管法、橡
胶胀管法等软介质胀管新工艺。但是对于生产中
如何根据具体要求正确确定胀按压力尚无现成的
规范,只能采取估算——试验——修正的方法 ,极
为不便 。本文 弹塑性理论为基础 ,对软介质胀
管过程进行了分析 ,给出了胀接压力及残余接触
图 t 简化模型
压力的计算方法,为生产中正确地选择胀接工艺
(a)管板局部 Oh)单管模型
参数提供了理论依据 。
2 分 析 (1)管子变形阶段:在均匀 内压的作用下,管
子发生弹性变形 ,随着压力 的升高 ,开始进入塑
软介质胀管时 ,胀按压力均匀地作用于管子
性,直至管子外壁接触到管板孔 内壁 (图2中Og·
内壁,就每个胀接接头而言,可将其简化为图l所
A—B— ):
示的单管模型 _ 。该模型为具有初始间隙的两
(2)管板变形阶段 :胀接压力继续升高 ,管
同心圆筒,内层圆筒尺寸为换热管尺寸,外层圆
子继续塑性变形 ,同时管板发生弹性变形 (图2中
筒的内径即为管板孔径 ,壁厚为管桥尺寸。假设
直线 1);
材料为服从 VonMises屈服准则的理想弹塑性
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