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数値解析と実験による低温流体用管フランジの * 数値解析と実験による低温流体用管フランジの熱 力学挙動の評価 * 熱 力学挙動の評価 ** 福岡俊道福岡俊道 Evaluation of Thermal and Mechanical Behaviors of Pipe Flange Connectio

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Academic year: 2021

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図 1  高温熱負荷によるボルト軸力の低下  はシートガスケット,高くなるとうず巻き形ガスケッ トが使用されるケースが多い.アスベストの使用が全 面禁止となった後,シートガスケットとしては膨張黒 鉛や PTFE を主成分としたタイプが広く使用される ようになった.これらのシートガスケットは,フラン ジ本体に比べてはるかに剛性が低いために,図 1(a)に 示したように,ガスケット面圧が半径方向に急激に上 昇するという特徴的な分布パターンを示す.ガスケッ トの低剛性とフランジ界面の段付き形状に起因して, ボルト
図 7  管フランジ締結体の有限要素モデル  図 8  変位場と温度場の境界条件  表 1  解析モデルの材料定数と熱定数  Young's modulus (GPa) Poisson'sratio Coefficient of linear expansion(1/K) Thermal conductivity(W/mK) Specificheat(J/kgK) Density(kg/m3) SUS304 200 0.3 17.3×10 -6 16 499 7920 gasket 0.45 45.2×10
図 10  管フランジの温度分布  図 11  管フランジのミーゼス応力分布  0 0.20.40.60.81 -200-150-100-50050 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000b / iBolt Stress Retained Rate Bolt Temperature  Time (sec) (℃)bolt temperaturebolt stressFEMexperiment 図 12  解析結果と実験結果の比較  高い状態にある.温度場が定常状態とな

参照

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