螺栓预紧力对GIS壳体铝法兰螺栓孔附近的应力分布规律影响

       带铝法兰的GIS壳体结构对称，取模型的1/4。在本次建模中，运用参数化建模，壳体的尺寸、铝法兰的尺寸、过渡圆弧面半径等在进人前处理器之前都全部定义好，这样便于管理和修改参数赋值，不需要在程序流程的不同位置随时创建参数，使参数定义散乱地分布在参数化建模程序中，导致混乱。螺栓预紧力的施加.采用PRETS 179和P'TSMESH，在施加预紧力时，要注意载荷方向与总体坐标轴方向的一致性，在图2中，主管铝法兰上的螺栓施加预紧力的方向与总体坐标轴的X轴方向一致，支管铝法兰上的螺栓施加预紧力的方向与总体坐标轴的Z轴方向一致。

       因为要分析铝法兰仅在内压作用下的应力分布和在内压与螺栓预紧力矩双重作用下的应力分布，所以2种情况的的约束和加载方式不同。前一种情况下，只约束壳体沿各个坐标轴方向的位移，在壳体内部施加0.1--1.1 MPa的面载荷。后一种情况则还要在前一情况的条件下迭加上螺栓预紧力的作用。为有预紧力作用情况下截面应力分布图。

       当铝法兰在筒体内压和螺栓预紧力矩共同作用下，当内压从0一1.1 MPa变化时试验与有限元模拟的结果，从图4应力分布可以看出:当GIS壳体内部只受内压作用而没有预紧力时，沿法兰径向的应力分布是均匀的，当有螺栓预紧力时，螺栓周围的应力分布明显不均匀。越靠近螺栓根部，应力上升越大，随着内压的增大，当内压达到1.1MPa时，最大出现30 MPa。应力沿径向逐渐减小，离螺栓中心距离大于20 mm时，应力分布趋于均匀。可以看出，实验结果和模拟结果吻合。

       从实验和模拟可以看出:螺栓预紧力对GIS壳体铝法兰螺栓孔附近的应力分布规律影响很明显，随内压的增大而变大;GIS壳体铝法兰厚度约为30 mm,壳体厚度IO mm，当内压达到I.I MPa时，最大出现30 MPa。适当减薄厚度可以优化结构。http://www.zblansheng.cn/