A study on the sealing performance of flange joints with gaskets under external bending using finite-element analysis

Mathan, G.; Prasad, N. Siva

doi:10.1243/09544089jpme155

Cited by 12 publications

(6 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A material is said to be hyperelastic if there exists an elastic potential function W (or strain energy density function), which is a scalar function of one of the strain or deformation tensors. The derivative with respect Hyperelastic parameters C 10 16.305…”

Section: Materials Modelsmentioning

confidence: 99%

“…The stress and sealing performance of flange joints under bending are analysed by experimental [8,9] and numerical [8,10] methods. The sealing performance of a gasketed flange joint under external bending for different gaskets has been studied using a three-dimensional finiteelement analysis (FEA) considering the non-linear material behaviour of the gaskets in previous work [10]. Siddique and Abid [11] have provided theoretical insight into mechanical stress and relieving modes for attenuation of residual stresses in flange joints by FEA.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Murali Krishna et al [7] showed that the distribution of gasket contact stress has a dominant effect on the sealing performance than the limit on flange rotation specified by ASME. The stress and sealing performance of flange joints under bending are analysed by experimental [8,9] and numerical [8,10] methods. The sealing performance of a gasketed flange joint under external bending for different gaskets has been studied using a three-dimensional finiteelement analysis (FEA) considering the non-linear material behaviour of the gaskets in previous work [10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Micromechanical modelling and gasket stress evaluation in flange joints under bolt load and internal pressure

Mathan

Prasad

2008

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E:

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Stresses in Teflon-filled spiral wound gaskets in flange joints are analysed by an axisymmetric finite-element method using micromechanical models constructed based on layer geometry. The constituents of the gasket are represented by hyperelastic and elasto-plastic material models. The inplane and bending stiffness and the non-linearity of the gasket are considered through micromechanical modelling. The micromechanical model is validated with experimental data available in the literature. An improved gasket stress distribution across the width of the gasket is obtained under different bolt preloads and internal pressures. At lower bolt preloads, only half of the gasket is effective for sealing. The results are compared with the average gasket stress model results with bolt axial force.

show abstract

Section: Materials Modelsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Micromechanical modelling and gasket stress evaluation in flange joints under bolt load and internal pressure

Mathan

Prasad

2008

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E:

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Kiti analitiniai (Bulatović, Jovanović 2000 ir baigtinių elementų metodai (Mathan, Prasad 2008), kurie įvertina ir aprašo srieginių jungčių lenkimą, iš esmės yra skirti išorinių mazgo apkrovų persiskirstymo tarp jungiamų detalių ir jas suspaudžiančios srieginės jungties įvertinimui. Tokio pobūdžio modeliai nagrinėja varžto ar smeigės stiebo įlinkių ir suspaudžiamų detalių deformacijų bei poslinkių suderinamumą, nepaisydami sriegio vijų deformacijų.…”

Section: Srieginių Jungčių Lenkimas Inžinerinėse Konstrukcijoseunclassified

Cikliškai lenkiamų srieginių jungčių deformavimas ir stiprumas

Juchnevičius¹

2011

View full text Add to dashboard Cite

ReziumėDisertacijoje, taikant apkrovų pasiskirstymo sriegio vijose modeliavimą, nagrinėjamos lenkiamų srieginių jungčių mažaciklio stiprumo problemos. Modernesnės daugiaciklio ir mažaciklio ilgaamžiškumo skaičiavimo metodikos detaliai kiekybiškai įvertina ašinės apkrovos pasiskirstymą vijose, kuris leidžia tiksliau įvertinti konstrukcijos ypatumų įtaką. Disertacijoje siekiama ir cikliškai lenkiamoms srieginėms jungtims sukurti apkrovos pasiskirstymo sriegyje skaičiavimo metodą ir pritaikyti jį ciklinio stiprumo skaičiavimui.Sudaryta lenkiamos srieginės jungties elementų poslinkių darnos lygtis įgalino sukurti trijų ruožų ir daugiaruožį lenkimo apkrovos pasiskirstymo jungtyje modelius ir įdiegti juos į norminio mažaciklio ilgaamžiškumo skaičiavimo grandinę.Pirmame skyriuje pateikta literatūros šaltinių analizė. Jame apžvelgiama sunkiai apkrautų srieginių jungčių taikymo sritis ir apkrovimo sąlygos, apžvelgiami ir analizuojami atlikti tyrimai, susiję su srieginių jungčių cikliniu stiprumu. Antrame skyriuje pateikti sriegio vijų poros deformavimo savybių eksperimentinio tyrimo rezultatai ir anksčiau literatūroje neminėtų nukraunamos ir pakartotinai apkraunamos vijų poros savybių analizė.Trečiame skyriuje pateikta srieginės jungties elementų deformavimo schema, poslinkių darnos diferencialinės lygtys, diferencialinių lygčių analitiniai sprendiniai ir lenkiamos srieginės jungties modeliai -trijų ruožų ir daugiaruožis tamprieji modeliai lenkimo apkrovos pasiskirstymo skaičiavimui.Ketvirtame skyriuje nustatyti smeigės lenkimo įrąžos, vijų apkrovos bei vietinių įtempių ciklo parametrai. Palyginus skaičiavimo ir eksperimentinių tyrimų rezultatus, patikrinta galimybė modifikuoto norminio mažaciklio ilgaamžiškumo skaičiavimo metodikoje taikyti lenkimo apkrovos pasiskirstymo sriegyje duomenis.Penktame skyriuje pateikti du nauji srieginių jungčių ciklinio ilgaamžiškumo padidinimo būdai ir jų matematiniai modeliai.Disertacijos tema paskelbti 9 straipsniai: trys -žurnaluose, įtrauktuose į Thomson ISI Web of Science sąrašą ir šeši -konferencijų pranešimų medžiagose. Disertacijos tema perskaityti 9 pranešimai Lietuvos ir užsienio šalių konferencijose ir seminaruose.

show abstract

“…Some investigations have been done to highlight the characteristics of an MMC flange connection 1–5,10 and the effect of the external bending moment on floating bolted flange joint. 11–14 However, very few researches have rarely reported about the effect of the external bending moment on an MMC flange connection.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of the metal-to-metal contact flange joint subject to external bending moment

Zhang

Guangkai

2018

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part E:

View full text Add to dashboard Cite

Metal-to-metal contact flange joints are widely used in nuclear and petrochemical industry for severe conditions, because of the relative stability of the sealing gasket stress under complex service condition. In the present work, finite element models were used for analyzing the stress distribution of metal-to-metal contact pipe flange connection under different internal pressures, temperatures, and external bending moments to evaluate the sealing and strength performance. A metal-to-metal contact pipe flange connection device was also experimented. It was found that the results of the axial bolt force and flange hub stress obtained from the experiments were in fairly good agreement with the finite element simulations. The leakage test of metal-to-metal contact type gasket was conducted to highlight its leakage characteristics under different temperatures. The methods to determine the maximum allowable bending moment of a metal-to-metal contact flange joint according the strength criterion and the sealing criterion were analyzed. The results showed that the maximum allowance bending moment was determined by the strength criterion rather than by the sealing criterion with different thermal loadings when the initial bolt-up stress was high enough to achieve metal-to-metal contact contact.

show abstract

A study on the sealing performance of flange joints with gaskets under external bending using finite-element analysis

Cited by 12 publications

References 9 publications

Micromechanical modelling and gasket stress evaluation in flange joints under bolt load and internal pressure

Micromechanical modelling and gasket stress evaluation in flange joints under bolt load and internal pressure

Cikliškai lenkiamų srieginių jungčių deformavimas ir stiprumas

Analysis of the metal-to-metal contact flange joint subject to external bending moment

Contact Info

Product

Resources

About