3.3.1 材料物性参数给定 10

3.3.2 利用直接耦合法[2]在 ANSYS中建立热力模型 11

3.4  本章小结 11

4  旋转接头的热力耦合分析 12

4.1  旋转接头的温度场分析 12

4.2 旋转接头的热膨胀和热应力分析 14

4.2.1 热膨胀的分析 14

4.2.2 热应力的分析 15

4.3旋转接头的热应变分析 19

4.4熔盐换热型旋转接头的热应力分析 21

4.4.1 熔盐换热简述 21

4.4.2温度场的分析 21

4.4.3 应力应变分析 23

4.5  本章小结 24

5  结论与展望 25

5.1  本文结论 25

5.2  展望 25

致谢 26

参 考 文 献 27

1  绪论

高温旋转接头是一种常用的管道连接器件，它的主要作用就是把高温导热流体从静止管道输送至转动管道，工业上一些常用的介质有导热油、高温蒸汽等热容量较大的物质。旋转接头主要包括三个机械部件，即旋转部件、密封部件和静止部件。作为一种机械连接件，旋转接头在各类机械设备中使用广泛，因此它的正常运转对整台机器的运行意义重大。然而，旋转接头在国内的发展较晚，整个行业还处于一个较低端的市场，一些技术水平高的旋转接头还主要依靠进口。因此，为提高我国旋转接头的制造水平，提高整个行业的竞争力，旋转接头应该得到更多技术人士的关注。

1.1  课题研究的背景和意义

设备在运行过程中，旋转接头是一个受负荷比较集中的区域。研究[1]表明，旋转接头的主要损坏是由于球面密封环的过度磨损导致轴承震动，从而引起介质泄漏引起的。由于密封间隙会因温度干扰而导致结构发生变化，导致磨损加剧或者介质泄漏增加。同时造成系统结垢增多，磨损量加剧，密封间隙堵塞等，产生恶性循环，给现场操作带来极大的不便，影响生产的正常进行，且存在一定的安全隐患。经常更替旋转接头也会引起较大的经济浪费，降低了企业效益。论文网

因此，为了改进和提高旋转接头的性能，减少不必要的经济损失，增强我国制机械制造业的技术水平，研究和分析旋转接头的结构性质、热力特征显得尤为重要。

1.2  课题研究的目的

掌握传热学的基本概念，基本原理以及相关机械设计原理，熟练应用旋转接头的一些相关知识；会熟练应用Fluent、ANSYS等有限元软件建立旋转接头的研究模型，能够对计算结果进行正确的分析，同时直观的了解旋转接头的温度场、应力应变场分布情况。

1.3  国内外研究综述

1.3.1 旋转接头温度场和应力场的分析

1.3.2 旋转接头的故障分析

1.4  本文研究的内容

本文主要以QD型旋转接头为例，学习几何建模的方法，掌握热传导理论。同时了解有限元方法解决热传导问题的思路，利用有限元软件ANSYS研究旋转接头温度、应力应变的分布特征，分析讨论产生这些情况的原因和可能导致的结果。同时利用三维设计软件SolidWorks设计一套旋转接头的三维装配图，了解旋转接头的转动特点。