[发明专利]一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法

权利要求书

1.一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：利用有限元前处理工具，将上法兰、下法兰和螺栓的三维装配图构建有限元模型，，有限元模型中，塔筒假体的上部分安装有上法兰，下部分安装有下法兰；螺柱穿过上法兰和下法兰，并通过螺母锁紧；上法兰、下法兰5与塔筒假体的连接部位安装有高强垫圈，对螺栓施加预紧力；下法兰一侧的塔筒假体设置固定边界约束条件，上法兰一侧的塔筒假体设置MPC约束在法兰中心分别施加Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz的单位载荷，并分别进行求解计算，所施加的单位载荷的单位与法兰中心的极限载荷的单位一致；

步骤2：根据每个螺栓在各个单位载荷下的应力合成螺栓所受应力与塔筒假体中心六个载荷分量间的关系表达式，将塔筒假体中心极限载荷代入表达式得到螺栓所受应力；

步骤3：根据螺栓许用应力以及各螺栓在各工况下的应力值，计算螺栓的安全裕度。

2.根据权利要求1所述的一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法，其特征在于：与法兰连接的塔筒假体且长度不小于法兰外径的两倍，上、下法兰间设置为摩擦接触关系，高强垫圈与上法兰之间和高强垫圈与下法兰之间均设置为摩擦接触关系，高强垫圈与螺栓螺母之间和高强垫圈与螺栓螺帽之间采用绑定接触方式进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法，其特征在于：所施加的载荷为法兰中心的单位载荷，载荷的单位与法兰中心的极限载荷的单位一致。

4.根据权利要求1所述的一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法，其特征在于：螺栓所受应力是与Fx、Fy、Fz、Mx、My、Mz六个载荷分量之间的关系，且其中包含有螺栓自身预紧力产生的预应力值。

5.根据权利要求1所述的一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法，其特征在于：仅需通过有限元方法计算单位载荷和螺栓预紧力作用下螺栓的应力，将极限载荷的六个分量值代入螺栓所受应力和六个载荷分量的关系式，通过简单的多项式运算得到各个极限工况下各个螺栓的应力结果。

6.根据权利要求1所述的一种法兰连接螺栓极限强度的校核方法，其特征在于：极限工况载荷有变动时，改变下代入关系式的六个分量值，便得到螺栓的应力结果。