| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-11页 |
| 引言 | 第11-12页 |
| 1 绪论 | 第12-25页 |
| ·选题背景 | 第12-13页 |
| ·法兰密封的机理 | 第13页 |
| ·螺栓预紧载荷加载方式 | 第13-16页 |
| ·研究现状 | 第13-15页 |
| ·ASME PCC-1(LEGACY)和JIS B 2251螺栓预紧方法介绍 | 第15-16页 |
| ·法兰结构高温密封性能研究进展 | 第16-22页 |
| ·实验研究现状及进展 | 第16-21页 |
| ·数值模拟研究现状及进展 | 第21-22页 |
| ·数值模拟平台及耦合场数值分析方法 | 第22-23页 |
| ·研究内容及技术路线 | 第23-25页 |
| ·研究内容 | 第23-24页 |
| ·技术路线 | 第24-25页 |
| 2 实验装置的建立 | 第25-33页 |
| ·实验装置构成 | 第25-31页 |
| ·螺栓法兰系统模拟组件 | 第25-27页 |
| ·螺栓载荷测量系统 | 第27-28页 |
| ·压力控制系统 | 第28-30页 |
| ·泄漏率测量系统 | 第30页 |
| ·温度控制及测量系统 | 第30-31页 |
| ·实验操作步骤 | 第31-32页 |
| ·温度对比实验 | 第31页 |
| ·常温及升温时螺栓载荷测量实验 | 第31页 |
| ·先升压后升温螺栓载荷测量实验 | 第31-32页 |
| ·本章小结 | 第32-33页 |
| 3 高温螺栓法兰垫片系统模型的建立 | 第33-49页 |
| ·结构分析有限元模型 | 第33-41页 |
| ·法兰系统几何结构 | 第33-34页 |
| ·法兰系统材料属性 | 第34-35页 |
| ·几何模型建立 | 第35-37页 |
| ·单元类型选择 | 第37-40页 |
| ·网格划分 | 第40页 |
| ·载荷及边界条件 | 第40-41页 |
| ·传热学基本理论 | 第41-42页 |
| ·温度场分析有限元模型 | 第42-46页 |
| ·传热学模型 | 第42-44页 |
| ·有限元模型 | 第44-46页 |
| ·热-结构耦合场分析方法 | 第46-47页 |
| ·热-结构耦合场分析步骤 | 第46-47页 |
| ·热-结构耦合场分析算例 | 第47页 |
| ·本章小结 | 第47-49页 |
| 4 高温工况下螺栓力变化实验研究 | 第49-67页 |
| ·中温应变片热输出曲线测定 | 第49-53页 |
| ·中温应变片原理 | 第49-50页 |
| ·中温应变片热输出曲线测量 | 第50-53页 |
| ·法兰温度分布 | 第53-54页 |
| ·获得常温均匀预紧载荷的螺栓加载方法 | 第54-58页 |
| ·ASME PCC-1(LEGACY)和 JIS B 2251预紧方法 | 第54-56页 |
| ·载荷渐增全顺次加载方法 | 第56-58页 |
| ·常压升温时螺栓力的变化 | 第58-61页 |
| ·常温均匀螺栓力的获取方法 | 第58-60页 |
| ·升温时螺栓力变化 | 第60-61页 |
| ·常温升压时螺栓力的变化 | 第61-64页 |
| ·压力有波动 | 第61-63页 |
| ·压力线性变化 | 第63-64页 |
| ·先升压后升温螺栓力变化 | 第64-65页 |
| ·本章小结 | 第65-67页 |
| 5 法兰高温泄漏原因分析及密封性能提高方案 | 第67-90页 |
| ·瞬态与稳态热-结构祸合场分析结果对比 | 第67-76页 |
| ·瞬态温度场及耦合场分析 | 第67-72页 |
| ·稳态温度场及耦合场分析 | 第72-76页 |
| ·三种操作方案密封性能对比 | 第76-78页 |
| ·密封性能改善方案 | 第78-88页 |
| ·垫片宽度对最终垫片应力的影响 | 第78-79页 |
| ·热紧操作方案 | 第79-87页 |
| ·提高螺栓预紧力 | 第87-88页 |
| ·本章小结 | 第88-90页 |
| 6 高温下垫片类型对法兰密封的影响 | 第90-103页 |
| ·金属垫片 | 第90-94页 |
| ·垫片性能参数 | 第90-92页 |
| ·垫片应力变化分析 | 第92-94页 |
| ·半金属垫片 | 第94-98页 |
| ·压缩回弹性能曲线 | 第94-95页 |
| ·垫片的热膨胀系数选择 | 第95-96页 |
| ·三种垫片应力对比 | 第96-98页 |
| ·非金属垫片 | 第98-102页 |
| ·压缩回弹性能曲线 | 第98-99页 |
| ·垫片应力变化对比 | 第99-102页 |
| ·本章小结 | 第102-103页 |
| 结论 | 第103-105页 |
| 参考文献 | 第105-108页 |
| 附录A 瞬态分析载荷步与时间对照表 | 第108-110页 |
| 附录B 符号说明 | 第110-111页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第111-112页 |
| 致谢 | 第112-113页 |