闵加丰，朱海清

（江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214122）

基于ANSYS Workbench有螺栓预紧力的冲压法兰的有限元模态分析

闵加丰，朱海清

（江南大学 机械工程学院，江苏 无锡 214122）

冲压松套钢制管法兰（简称冲压法兰）是一种新型的非标管法兰，具有结构独特、加工工艺简单、材料消耗小等显著特点。由于缺乏相应国家标准，限制了冲压法兰的推广使用。针对冲压法兰在振动设备上使用时容易产生共振或疲劳的问题进行研究，运用Pro/E建立冲压法兰的有限元模型，通过Pro/E与ANSYS Workbench之间的无缝连接导入，借助ANSYS Workbench有限元软件对受螺栓预紧力的冲压法兰进行受力分析，在此基础上对其进行模态分析，得到10阶固有频率、振型和应变云图。

机械制造；冲压法兰；螺栓预紧力；模态分析

1 引言

法兰连接是石油化工设备、压力容器和管道中最常用的可拆卸连接形式。管道法兰（简称管法兰）是管道系统中应用最广的一种可拆连接接头，同时又是一种承受压力的密封元件。冲压松套钢制管法兰（简称冲压法兰）是一种新型的非标管法兰，具有结构独特、加工工艺简单、材料消耗小等显著特点。目前，国内对于非标法兰的设计规范——GB150-1998《钢制压力容器》采用的是平板理论，但是平板理论无法应用于冲压法兰的设计。因此，对于冲压法兰的设计缺少相应的理论依据，限制了冲压法兰的推广使用。当冲压法兰在振动设备上使用时，由于振动会造成结构的共振或疲劳，容易造成结构破坏。所以，针对冲压法兰在振动设备上使用时容易产生振动的问题进行了研究。……