Обґрунтування конструкції фланцевого з’єднання, що працює в умовах згинаючих навантажень.
Автор: Гуменний Максим Михайлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: У сучасному машинобудуванні, енергетиці, хімічній та харчовій промисловості фланцеві з’єднання відіграють ключову роль у побудові трубопровідних систем, з’єднанні апаратів, арматури та агрегатів. Їхня популярність зумовлена поєднанням високої герметичності, механічної міцності та зручності монтажу. Універсальність конструкції дозволяє застосовувати фланці в умовах високих температур, тиску та агресивних середовищ. Фланцеві з’єднання залишаються незамінними в технічних системах завдяки своїй універсальності, надійності та відповідності сучасним вимогам. Їхнє широке застосування в промисловості підтверджує важливість подальших досліджень і вдосконалення конструкцій, матеріалів та технологій монтажу. Фланцеві з’єднання – це міцні герметичні роз’ємні з’єднання посудин, арматури, з’єднувальних деталей і трубопроводів. Фланцеве з’єднання складається з двох фланців, ущільнювального елемента (прокладки) та кріпильних деталей (болтів, гайок). Незважаючи на стандартизацію фланців, остаточний вибір деяких розмірів фланців і фланцевих з’єднань залишається за проектувальником. У деяких випадках виникає необхідність проектування фланців, не передбачених стандартами. Так постає завдання проектування та розрахунку фланців і фланцевих з’єднань. Проектування фланців можна звести до завдання їх сильних розмірів без детальних розрахунків, багато в чому заснованих на теорії подібності. Основний зміст задачі розрахунку фланців полягає в наступному. Суцільний фланець складається з кільця, яке можна розглядати як тонку кільцеву пластину, і втулки, яка також розглядається як тонкостінна циліндрична оболонка, як правило, із змінною товщиною стінки. Об’єкт дослідження: фланцеві з’єднання трубопроводів та сосудів. Предмет дослідження: конструктивне виконання фланцевого з’єднання та роль його у забезпеченні герметичності та надійності промислових трубопроводів і агрегатів. Мета дослідження: вивчення впливу силових навантажень на фланцеве з’єднання для вдосконалення їх конструктивного виконання, підбору матеріалів та технологій монтажу. В першому розділі кваліфікаційної роботи наведено огляд та проаналізовано конструктивні особливості фланцевих з’єднань трубопроводів, з огляду можливості забезпечення ними заданої герметичності пневмо- гілроагрегатів. Поставлено задачу розрахунку фланцевих елементів, що забезпечують надійну, тривалу працездатність з’єднання. Проаналізовано вплив внутрішнього тиску робочого середовища на напружено-деформований стан елементів фланцевого з’єднання. Обґрунтовано методику розрахунку впливу зовнішніх навантажень на герметичність та надійність експлуатації фланцевих з’єднань. В другому розділі кваліфікаційної роботи проведено аналіз особливості осьового згину фланцевого з’єднання. Досліджено чистий згин суцільних фланцевих з’єднань, з’єднань з пружною прокладкою і обмежувальним кільцем, чистий згин зі зміщенням нейтральної осі, Згин з внутрішнім тиском. Проведений в роботі аналіз напружено-деформованого стану елементів прес- форми надав можливість оптимізувати їх конструктивні параметри. Приведено висновки досліджень та запропоновано рекомендації з конструювання з’єднань. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Ключові слова: фланцеве з’єднання, герметичність, надійність, напруженя,- деформація, дослідження, симуляція, комп’ютерний інжиніринг.