W pracy porównano analityczne i numeryczne obliczenia szczelności i wytrzymałości metalowej wysokociśnieniowej uszczelki typu 2-delta z wynikami badań doświadczalnych. Badania przeprowadzono w warunkach montażowych. Po odciążeniu zmierzono wielkość plastycznego odkształcenia gniazda. Przeprowadzono doświadczalną weryfikację analitycznych i numerycznych modeli połączenia z uszczelką typu 2-delta. Dokonano oceny praktycznych zaleceń, stosowanych przy projektowaniu i eksploatacji tego typu połączeń.
EN
In the paper analytical and numerical calculations of leak tightness and strength of metal high-pressure 2-delta gaskets were compared with experimental investigation results. The gaskets were examined under assembly conditions. The plastic deformations of seats were measured after the closure disassembling. Usability of analytical models of gasket in engineering calculations was evaluated. Selected practical procedures applied in designing and during closure operating were verified.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Połączenia z metalową uszczelką typu "2-delta" są używane w wysokociśnieniowych urządzeniach do mocowania dodatkowego osprzętu o niewielkich wymiarach. Szczelność złącza zapewnia nacisk pomiędzy utwardzoną uszczelką a odkształconą plastycznie powierzchnią krawędzi gniazda. W niniejszym artykule przedstawiono i przeanalizowano dwa modele obliczeniowe połączenia z zastosowaniem metalowej uszczelki typu "2-delta". W pierwszym przypadku uszczelkę zamodelowano grubościennym elementem pierścieniowym, obciążonym ciśnieniem wewnętrznym i siłami ściskającymi. Drugi model nawiązuje do osiowo-symetrycznej powłoki walcowej, podpartej obwodowo na wewnętrznej krawędzi gniazda połączenia. Przeprowadzono analizę wytrzymałościową uszczelki, w wyniku której otrzymano rozkłady przemieszczenia, naprężeń i wytężenia na jej długości. W opisie strefy kontaktu uszczelki z gniazdem zostały uwzględnione plastyczne odkształcenia gniazda. Rozwiązanie analityczne otrzymano wykorzystując teorię linii poślizgu i metodę charakterystyk. Wyniki obliczeń zamieszczono dla wybranej, technicznie uzasadnionej geometrii połączenia oraz ustalonego ciśnienia i porównano z numerycznymi obliczeniami MES, w których uwzględniono nieliniowe własności materiałów złącza oraz tarcie na powierzchni styku. W artykule dokonano oceny przydatności uproszczonych modeli obliczeniowych uszczelki, które mogą mieć zastosowanie w inżynierskich obliczeniach połączeń.
EN
The closures with metal "2-delta" gaskets are used in high-pressure equipment to fix additional accessories as they are better adopted to small rather than to large openings. The leak tightness of the closure is ensured by means of the compression between the hardened gasket and deformed edge of the seat caused by the assembly force. Two simplified computational models of the gasket are presented in the paper. Thick-walled ring and axi-symmetric shell locally supported at the internal edge of the seat are adopted as the gasket models. The stress-strain analysis is carried out to determine the distributions of deflection, stress and strength along the gasket. The plastic deformations are taken into account in the investigations of the contact region between the gasket and the seat. The analytical solution is obtained on the basis of the shear line pattern and steady plastic flow theory. The results of the analytical approach are compared with the numerical results of the FEM calculations, which take into account the linear hardening of the material, friction and contact effects. Actually, no procedures exist which can be applied in design projects of the closures with "2-delta" gaskets. In each individual case of technical application a set of complex and time-consuming calculations must be carried out. The investigations are carried out to verify the proposed simplified models which can be used in engineering calculations.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki analizy wytrzymałości i szczelności metalowych uszczelek wysokociśnieniowych. W badaniach uszczelek typu B i 2-delta wykorzystano uproszczone podejście analityczne, którego wyniki porównano z obliczeniami MES i wynikami badań doświadczalnych. Rozważania teoretyczne zilustrowano przykładami numerycznymi. Pewne sugestie mogą być wykorzystane w procesie projektowania zamknięć wysokociśnieniowych.
EN
The paper deals with the stress-strain analysis and investigations of leak tightness of high-pressure metal gaskets. The simplified analytical approach verified by FEM modelling and experimental tests is applied in the examinations of wave-ring and 2-delta gaskets. Theoretical considerations are illustrated by numerical examples. Some conclusions may be recommended in design procedures of the high-pressure closures with metal gaskets.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.