地下储氢罐套管密封结构强度分析及优化设计

作     者：官彦兵 朱鹏龙 李清 付磊 张应迁 罗云蓉 林莉 无 GUAN Yanbing;ZHU Penglong;LI Qing;FU Lei;ZHANG Yingqian;LUO Yunrong;LIN Li;无

作者机构：四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 四川轻化工大学过控装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000 四川轻化工大学土木工程学院四川自贡643000 四川轻化工大学化学工程学院四川自贡643000 四川轻化工大学工程实践中心四川自贡643000 深地科学与工程教育部重点实验室四川大学成都610225 灾变力学与工程防灾四川省重点实验室四川大学成都610065 钒钛资源综合利用四川省重点实验室四川攀枝花617000 

基　　金：国家自然科学基金项目(52171062) 深地科学与工程教育部重点实验室开放基金项目(DUSE202302) 灾变力学与工程防灾减灾四川省重点实验室(四川大学)2021年开放基金项目(FMEDP202109) 钒钛资源综合利用四川省重点实验室开放基金项目(2022FTSZ14) 过控装备与控制工程四川省高校重点实验室开放基金项目(GK202204) 四川轻化工大学大学生创新创业项目(CX2022042) 

出 版 物：《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 (Journal of Sichuan University of Science & Engineering(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年第37卷第2期

页      码：23-30页

摘      要：以某加氢站储氢罐套管端口的连接部分为研究对象,采用有限元分析方法,对该储氢罐在45 MPa气体压力下的密封面进行强度分析,从而得到储氢罐接箍在不同工况下密封面的应力分布规律。同时,通过对比分析不同工况下的密封面应力极值,确定套管预紧力的极限值。基于ANSYS软件中响应面优化模块,以密封面接触压力大于462.14 MPa,且应力值最小为优化目标,最后提出套管端口密封面尺寸优化方案。结果表明,套管预紧力极限值为2.8875×10^(6) N;优化后密封面接触压力基本保持不变,最大应力值减少了10%,既保证了密封效能,又减小了应力值;最佳台肩角度、密封弧面到锥螺纹距离、弧面半径分别为56.32°、13.037 mm和18.77 mm。本研究对储氢罐套管与接箍密封面的结构尺寸优化有借鉴意义。

主 题 词：高压容器 有限元 ANSYS 响应面 套管密封 优化设计 

学科分类：08[工学] 080101[080101] 0801[工学-力学类] 

D　O　I：10.11863/j.suse.2024.02.04

馆 藏 号：203127506...