[发明专利]管子-管板接头柔性静压胀接机理分析方法

权利要求书

1.一种管子-管板接头柔性静压胀接机理分析方法，其特征在于，包括：

构建管子-管板接头柔性静压胀接力学分析模型和设定分析用基本假设；

对构建的管子-管板接头柔性静压胀接力学分析模型进行柔性静压胀接过程分析，并对胀接过程中的各个工况进行力学分析，选取工程实际所需要的弹性胀接工况进行分析，进而对管子管板的应力、应变、接触压力进行分析，从而建立胀接管子的胀接压力p与胀接后的管子与管板之间的残余接触压力之间的关系模型以及得出管子管板进行贴胀和强度胀接时所需的胀接压力p₁和p₂的计算模型；

其中，胀接压力p与残余接触压力之间的关系模型为：

管子管板接头进行贴胀时所需的胀接压力p₁的计算模型为：

管子管板接头进行强度胀接时所需的胀接压力p₂的计算模型为：

其中，

k为管子的径比，K为管板的径比，E_t和E_s分别为管子和管板的弹性模量，μ_t和μ_s分别为管子和管板材料的泊松比，σ_st为管子的屈服强度，q为管子管板接头的拉脱强度，f为管子外壁与管板的管孔之间的摩擦系数；

采用单孔模型来构建管子-管板接头柔性静压胀接力学分析模型，其中，所述单孔模型为具有初始间隙的两个同心圆筒，内层圆筒采用换热管的尺寸，外层圆筒是由多孔管板简化而来的一个厚壁圆筒，所述外层圆筒的内径取管板孔径，所述外层圆筒的外径为将多孔管板进行简化后得出的一个当量值，称为当量直径，所述外层圆筒的壁厚称为多孔管板的当量壁厚；

所述基本假设为：

管子和管板均为理想弹塑性材料，服从Tresca屈服准则；

胀接过程中，管子的轴向力很小，取σ_z＝0；

胀接过程中，管子和当量圆筒之间无摩擦；

胀接过程中管子壁厚的减薄量很小，不考虑管子壁厚的变化；

未胀之前，管子在管孔中居中布置，管壁与管孔之间间隙均匀；

在管子的胀接段，胀接压力和残余接触压力均匀分布；

管子和外层圆筒之间初始间隙为c；

管板的管孔内壁不开槽。

2.根据权利要求1所述的管子-管板接头柔性静压胀接机理分析方法，其特征在于，在构建的管子-管板接头柔性静压胀接力学分析模型中选取管子的一外壁点和当量圆筒的一内壁点为研究对象进行柔性静压胀接过程分析，并采用双坐标系来绘制外壁点与内壁点之间的径向位移和胀接压力的关系。

3.根据权利要求1所述的管子-管板接头柔性静压胀接机理分析方法，其特征在于，在柔性静压胀接过程中，管子与管孔为塑性接触塑性卸载，即管子外壁与当量圆筒内壁接触时，管子已进入全屈服状态。

4.根据权利要求1所述的管子-管板接头柔性静压胀接机理分析方法，其特征在于，根据卸载时当量圆筒所处应力状态，管子-管板在柔性静压胀接过程中经历弹性胀接、弹塑性胀接和塑性胀接3种情况。