BULLETIN 516-
ボルト締結フランジ接合部の3Dモデリングとガスケット接触応力測定用センサーの開発

規格番号

BULLETIN 516-

制定年

2012

出版団体

WRC - Welding Research Council

範囲

この報告書では、ボルトフランジ接続@の機械的および気密性の完全性に対する曲げ荷重の影響を評価し、3D FEM で得られた数値結果を既存の実験データと比較するための、3 次元有限要素モデル (3D FEM) の開発について報告します。 ボルトで固定されたフランジ継手は、配管および配管部品の熱膨張、配管サポートの位置ずれ、継手部品の非対称な熱膨張など、さまざまな原因による外部荷重を受ける可能性があります。 これらのケースのほとんどでは、曲げモーメントがパイプ内に発生し、フランジに伝達されます。 ボルトフランジ接合@の設計では、これらのモーメントの影響が機械的動作や締まり動作に影響を与える可能性があるため、考慮する必要があります。 非対称荷重を受けるボルト締めフランジの解析に有限要素法を使用することは、強力かつ経済的です。 これは、実験的テストが非常に高価であり、達成が困難な大寸法フランジに特に当てはまります。 非対称荷重の場合、外部曲げモーメントの影響を研究するには、関節コンポーネントの 3 次元モデリングを使用するのが適切です。 3 次元モデルでは、特にフランジ穴やボルトをモデル化する必要がある場合、2 次元モデル@と比較して構造の現実的な動作が可能になります。 漏れを制御する重要なパラメータであるガスケット接触応力の現実的な円周方向および半径方向の分布を取得するには、3 次元のアプローチが不可欠です。 フランジの回転によって生成されるガスケットの応力分布は、ボルトで固定されたフランジ継手の漏れ挙動に大きな影響を与えます。 ボルト締めフランジ接続で発生する接触応力の半径方向の変化を測定するために、ガスケット @ の下のフランジに配置された特別なトランスデューサー @ が開発され、評価されました。 このトランスデューサで得られた実験結果は、3D 有限要素モデルで得られた利用可能な接触応力分布の数値と比較されます。