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通過對大管徑絕緣接頭焊接熱過程的研究，得到了不同環(huán)境下，焊接高溫對絕緣接頭密封圈損傷的情況，對絕緣接頭的密封研究，具有重要的理論研究和工程應(yīng)用意義。同時本文也對復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)三維溫度場和殘余應(yīng)力場的分析提供了理論參考。
根據(jù)分析結(jié)果，得出密封槽處的焊接高溫，分析橡膠密封圈受到高溫?fù)p傷的程度。并提出公道的改進(jìn)方法。在得到焊接溫度場結(jié)果的基礎(chǔ)上，將相應(yīng)的熱單元轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)單元，進(jìn)行焊接殘余應(yīng)力的計算。
絕緣接頭是管道系統(tǒng)中陰極保護(hù)的重要裝置，它是絕緣法蘭的替換品。與絕緣法蘭不同的是，絕緣接頭的左法蘭和勾圈是通過焊接實現(xiàn)連接的。絕緣接頭這種結(jié)構(gòu)具有直接埋地，不需要維護(hù)，與管道使用壽命相平等長處。目前，中小管徑絕緣接頭各方面的技術(shù)已經(jīng)很成熟，但大管徑絕緣接頭還存在一些缺陷。經(jīng)調(diào)查，大管徑絕緣接頭的缺陷主要表現(xiàn)在焊接高溫對橡膠密封材料的損傷方面，這會使剛已經(jīng)出產(chǎn)完成的絕緣接頭變成廢品，鋪張資源。本文針對這一情況，對焊接熱過程進(jìn)行有限元數(shù)值模擬研究，同時本文也分析了焊接殘余應(yīng)力的分布情況，為減小殘余應(yīng)力提供理論參考。
在總結(jié)前人的工作基礎(chǔ)上系統(tǒng)地論述了絕緣接頭焊接過程的有限元理論，并結(jié)合數(shù)值計算的方法，對焊接過程產(chǎn)生的溫度場、應(yīng)力場進(jìn)行了實時動態(tài)模擬研究。結(jié)合前人的工作，改善了基于ANSYS軟件為平臺的焊接溫度場和應(yīng)力場的模擬分析方法。