27_塔筒法兰结构的强度分析_龙凯

法兰承压能力法兰是连接管道、阀门、仪表等设备的关键部件之一，它承受着管道系统内部的压力和温度。

法兰的承压能力直接影响着管道系统的安全运行。

本文将从法兰的结构、材料以及设计等方面，探讨法兰的承压能力。

一、法兰的结构法兰通常由法兰盘、法兰垫片、法兰螺栓等组成。

法兰盘是连接两个法兰的部件，它有多种形状，常见的有平焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰等。

法兰垫片则用于填充法兰盘之间的间隙，起到密封作用。

法兰螺栓则用于固定法兰盘和法兰之间的连接。

二、法兰的材料法兰的材料选择对其承压能力至关重要。

常见的法兰材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。

碳钢法兰具有较高的强度和硬度，适用于一般工况下的管道系统。

不锈钢法兰则具有抗腐蚀性能好的特点，适用于化工、食品等特殊工况下的管道系统。

合金钢法兰具有较高的耐高温和耐腐蚀能力，适用于高温高压工况下的管道系统。

三、法兰的设计在法兰的设计中，需要考虑到承压能力的要求。

首先是法兰盘的厚度，法兰盘的厚度直接决定了法兰的承压能力。

其次是法兰盘的连接方式，不同的连接方式对承压能力有所影响。

对焊法兰连接方式在承压能力上具有优势，因为焊接可以减少法兰与法兰盘之间的连接间隙，提高密封性能。

最后是法兰的密封性能，良好的密封性能可以有效防止泄漏，提高法兰的承压能力。

四、法兰的承压能力法兰的承压能力是指法兰在工作压力下不发生破裂或泄漏的能力。

法兰的承压能力取决于多个因素，如法兰材料的强度、法兰盘的结构、法兰螺栓的数量和紧固力，以及法兰盘与法兰垫片之间的密封性能等。

一般来说，法兰的承压能力应符合相关标准和规范的要求。

五、提高法兰的承压能力的措施为了提高法兰的承压能力，可以采取以下措施：1.选择合适的法兰材料，根据工况要求选择合适的材料，如碳钢、不锈钢或合金钢等。

2.合理设计法兰结构，根据工作压力和温度确定法兰盘的厚度和连接方式。

3.选择适当的法兰螺栓和紧固力，确保法兰盘与法兰之间的连接牢固。

4.选择优质的法兰垫片，确保法兰盘与法兰垫片之间的密封性能良好。

风力机塔筒结构纵焊缝疲劳寿命预测林朋远;孙鹏文;郜佳佳;李双荣【摘要】The welding fatigue strength of the tower,which is an important part of large-scale wind turbines,can directly affect its running safety and reliability.A fatigue life prediction method of the tower's longitudinal welding is proposed in this paper.Under the precondition of satisfying the limit strength,time series stress at various operating conditions is obtained by DIN18800-4 stress calcula-tion,and the fatigue life of the tower's longitudinal welding is analyzed with the binding of the rain-flow counting method and the Miner linear cumulative damage theory.The results show that the tower structure satisfies the requirement of design.The feasibility and effectiveness of this method is verified.%塔筒作为大型风电机组的重要基础部件,其焊接部分的疲劳性能直接影响风电机组的安全可靠运行.提出了预测塔筒结构纵焊缝疲劳寿命的方法,在其满足极限强度的前提下,通过DIN18800-4截面应力计算获得各工况时序应力,结合雨流计数法和Miner线性累积损伤理论,预测塔筒纵焊缝疲劳寿命.结果表明:塔筒结构满足设计要求,验证了该方法的可行性和有效性.【期刊名称】《内蒙古工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】6页(P137-142)【关键词】风力机塔筒;纵焊缝;疲劳寿命预测;极限强度分析【作者】林朋远;孙鹏文;郜佳佳;李双荣【作者单位】内蒙古工业大学机械学院,呼和浩特 010051;内蒙古工业大学机械学院,呼和浩特 010051;内蒙古工业大学机械学院,呼和浩特 010051;内蒙古工业大学机械学院,呼和浩特 010051【正文语种】中文【中图分类】TH12风电机组所受载荷具有交变性和随机性,其使用寿命主要取决于关键零部件的疲劳寿命[1]。

长圆平板法兰盖开孔及其管嘴的应力分析与强度评估
尹巍峰;高晓冬;苏海鹏
【期刊名称】《石油和化工设备》
【年(卷),期】2024(27)2
【摘要】采用有限元分析方法,以应力线性化方法为主,对长圆法兰盖开孔及其管嘴在外部载荷作用下的力学性能进行校核与验证,并对应力的类别及其结果进行评估。

结果显示,最大应力强度位于管嘴顶部位置。

对长圆平板法兰盖开孔及其管嘴力学
性能的模拟,其意义在于设计出了一种具有可抽出功能的新型火筒结构,提供了类似
受压元件力学性能校验的方法和思路,通过受力分析,确保受压设备满足设计要求和
安全性能。

【总页数】5页(P129-133)
【作者】尹巍峰;高晓冬;苏海鹏
【作者单位】华油惠博普科技股份有限公司北京分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
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风电塔筒内部结构2000KW塔筒顶法兰平面度加工方法探讨摘要：针对大唐三门峡清源风电场许继单机2000KW/8On风电塔筒顶法兰装焊后平面度要求较高、难于保证这一生产难题，作者分别采用二种不同的加工方法认真进行对比、分析，并设计出的专用定位工装。

最终采用顶部法兰与相邻三节筒节装配焊接后，用专用定位工装，在数控落地铣镗床上焊后加工顶法兰端面，再将加工过的组件与塔架上段塔筒其余各段总装，较好地解决了这一制约生产的技术难题。

关键词：顶法兰；平面度；焊接变形：TG113.26+3：A1 问题的提出1.1 前言由于风电塔筒上段顶部法兰总装时与风机机舱推力轴承相连接，所以对其装焊形位公差控制要求相当严格。

我公司承制的许继2000KW/80n风电塔筒顶部法兰总装后图纸要求法兰平面度不大于0.35mm表面光洁度为5级。

远高于东汽风电塔筒对法兰焊后平面度0.6mm的要求。

1.2 保证顶部法兰要求平面度0.6m m以内的上段塔筒传统的加工工艺为保证风电塔架上段塔筒顶部法兰的焊后平面度，对于顶部法兰要求平面度0.6mm以内的上段塔筒，我们通常采用如下的加工工艺。

我们在塔架上段塔筒上、下法兰整体辗制成型后机加工时预留适当的法兰内倾反变形量。

塔架上段塔筒厂内装焊时，采用先将上、下法兰与与之相邻的筒节在平台上竖装，将焊缝间隙调整均匀，点焊定位加固成组件；再将上段其余筒节按排板图也装配成组件，定位加固；最后将二法兰组件与筒节组件总装。

检验合格后，制定严密、科学的焊接方法、焊接规范及合理的焊接顺序，然后认真施焊，从而尽可能地减小焊接变形。

如果采用我们传统的加工方法，将难以保证许继塔筒顶部法兰焊后平面度要求，生产将不能正常进行，进而影响产品的正常交货周期。

2 改进方法探讨图1 上段组成示意图顶部法兰机加工时在法兰端面予留5mm厚度余量作为焊后加工余量。

结合我公司设备现状，我们制订了二种加工方案：2.1 方案一顶部法兰与筒节T1 装焊后，用6.5m 立车加工法兰端面。

简述法兰的结构特点及应用场合
法兰是一种具有密封导气、收口功能的旋接件，它能够将分离的两个部件有效地固定、连接在一起。

它的主要结构和性能特点是：
一、结构层次：主要由外紧环形成底座、紧固法兰、法兰底座安装紧固件、隔热填料
等构成。

二、密封性：外紧环的金属材料是关键，它可以抵抗低压或者中低高压气体的逃逸。

密封表面的整洁无损、无明显刮痕及杂质，会影响法兰连接部件的密封性。

三、收口功能：紧固法兰可以使连接处的两个部件之间形成合适的密封结构，实现收
口功能，提高设备运行安全性及耐久性。

法兰具有结构紧凑、密封性能可靠、安装使用简易等特点，主要应用于传动轴、气缸、风机减速箱的连接上。

它还可用于水电、燃气、冷冻空调和内燃机的管路两端的连接，使
连接处的管束不易受到振动及压力的影响，提高了连接部件的使用寿命。

在航空航天、汽
车制造业里法兰也有广泛的应用，也是原子能发电站核装备上常用的旋接件。

MW级风力发电机组塔筒法兰强度分析何海建;杨扬;孟令锐;晁贯良;董姝言【摘要】针对MW级风力发电机组运行过程中的塔筒法兰安全问题,以某大型风力发电机组塔筒法兰为例,利用有限元分析软件AN-SYS建立了包含上段塔筒、上段法兰、连接螺栓、垫圈、下段法兰以及下段塔筒的法兰连接系统的有限元模型,对MW级风力发电机组塔筒法兰在极限工况下的应力分布进行了分析,对塔筒法兰的疲劳强度计算方法进行了研究,提出了一种将临界平面算法与剪应力算法相结合的塔筒法兰疲劳强度计算方法.计算结果表明:塔筒法兰的极限强度安全系数为1.1,疲劳安全系数为5.163,两项计算结果均大于1,且危险位置与工程实际吻合,根据德国劳埃德船级社规范,塔筒法兰强度能够满足设计要求,说明提出的方法能够实现MW级风力发电机组塔筒法兰的强度校核.%Aiming at the safety of tower flange in the MW wind turbine operating,take a certain high power level wind turbine top flange for example,the finite element model of the tower flange connection system which including top tower,topflange,bolts,washers,bottom flange and bottom tower was built up to analyze its stress distribution under the ultimate load case, and a new method which combines the critical plane method with shear stress method to calculate the fatigue damage of tower flange was then proposed in the tower flange fatigue strength calculation method study. The results indicate that the tower flange ultimate strength safety factor is 1.1,and its fatigue strength safety factor is 5.163,all of them above 1 and the critical locations are consistent with engineering practice,the tower flange can satisfy the strength de-sign requirements according toGermanischer Lloyd standard. Besides,the results also indicating that the proposed method is feasible and re-liable for tower flange strength calculation.【期刊名称】《机电工程》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】5页(P270-273,316)【关键词】风力发电机组;塔筒法兰;强度计算;有限元;临界平面【作者】何海建;杨扬;孟令锐;晁贯良;董姝言【作者单位】许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000;许昌许继风电科技有限公司,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TH140.1;TK830 引言由于国家政策的大力支持，近几年风力发电机组的国产化程度逐渐提高[1]。

设备设计/诊断维修/再制造现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2011年第5期采用VDI2230的风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓强度分析*陈真,杜静,何玉林,刘卫,冯博(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044)摘要:针对风力发电机组塔筒法兰联接处螺栓轴线与法兰横向对称中心线不一致,且螺栓所受外载荷为偏心载荷的问题,基于VDI2230螺栓联接理论对法兰联接处螺栓进行理论分析,计算出实际工况下螺栓螺纹处的等效应力,采用有限元理论对法兰联接处螺栓在MSC.Marc/Mentat环境中进行接触强度分析,有限元结果与理论计算结果基本吻合。

研究为螺栓联接强度分析提供了新的思路。

关键词:螺栓;VDI2230螺栓联接理论;风力发电机;有限元中图分类号:TM614 文献标志码:A 文章编号:1671 3133(2011)05 0125 05 StrengthanalysisofboltjointonwindturbinetowerflangebasedonVDI2230 CHENZhen,DUJing,HEYu lin,LIUWe,iFENGBo (TheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity,Chongqing4 00044,China)Abstract:Fortowerflangeandboltjointofwindturbine,theaxisofboltisinconsistentwiththeho rizontalsymmetryaxisofflange.Theboltofflangesufferedeccentricload.Thetheoreticalanal ysisofsuchcasewascarriedoutreferringtothetheoryofVDI2230.Equivalentstressunderactu alconditionwasobtained.Onbaseoffiniteelementtheorycontactstrengthanalysisofflangean dboltswereconductedinMSC.Marc/Mentat.Theresultoffiniteelementanalysisisapproxima telyagreeablewiththetheoreticalresult.Providesanovelapproachforstrengthanalysisofbolt. Keywords:VDI2230;boltjoint;windturbine;finiteelement0 引言塔筒法兰联接处螺栓作为风力发电机组重要的联接件,其联接的可靠性决定着整个风力发电机组的整体可靠性,传统螺栓联接强度理论只对螺栓组联接受轴向载荷或受倾覆力矩的情况进行了简单分析[1]论在MSC.Marc/Mentat环境中进行螺栓接触强度分析,为螺栓联接设计提供新的理论依据。

塔筒安装条件下法兰盘受力变形分析研究
龚欢;卫红英;叶兆艺;王欣怡;李小鹏
【期刊名称】《水力发电》
【年(卷),期】2024(50)1
【摘要】法兰盘是塔筒的重要部件,起到连接风机塔筒的作用。

塔筒翻身吊装施工过程中,法兰盘及螺栓孔容易发生损伤变形,导致螺栓连接失效,严重影响塔筒的安全稳定性。

因此,研究吊装条件下塔筒法兰盘的受力变形特征有着重要意义。

采用有限元数值分析软件,对吊装条件下法兰盘及螺孔受力及变形特征进行分析研究,结果表明:塔筒吊装翻身过程中,当塔筒处于水平状态下法兰盘螺孔变形最大;法兰盘螺孔最大变形随法兰盘厚度增大而减小,随塔筒壁厚以及长度增大而增大。

基于敏感性分析数据,提出了基于非线性拟合方法的法兰盘螺孔最大变形预测公式,平均误差仅为6.79%,可以为吊装条件下法兰盘螺孔最大变形预测提供有效的理论支持。

【总页数】7页(P71-76)
【作者】龚欢;卫红英;叶兆艺;王欣怡;李小鹏
【作者单位】中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司;浙江华东工程咨询有限公司;浙江大学港口海岸与近海工程研究所;锡林浩特市泰富风力发电有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TU745.7
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5.低温条件下风力发电机组塔筒安装质量控制研究
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