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Analyse des assemblages à brides boulonnées à face plate

Galai, Hichem (2009). Analyse des assemblages à brides boulonnées à face plate. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le développement analytique pour l’amélioration des codes de calcul des assemblages pressurisés est de plus en plus indispensable avec l’évolution rapide de la technologie, la sévérité des lois de sécurité et la rigueur des normes de protection de l’environnement. En outre, suite aux faibles performance des brides à face plate, ni l'annexe 2, ni l'annexe Y du code ASME, qui décrivent les règles de conception des brides, sont fiables pour évaluer la charge résiduelle sur le joint d’étanchéité en mode opératoire. Par ailleurs, la prédiction de l'étanchéité de ces assemblages est basée sur le niveau de la précision de la pression de contact. Par contre, la détermination de cette pression est complexe vu le nombre de paramètres qui influent sur le comportement de ce type d’assemblage.

Des considérations économiques ont fait que les brides à face plate sont de plus en plus utilisées dans l’industrie. Ils sont faciles à usiner et à monter. Par contre, leur performance pour assurer une étanchéité adéquate dépend énormément de la conception de l’assemblage et des paramètres de fonctionnement.

Ce travail présente une approche analytique pour évaluer la rotation de la bride et la pression de contact d’une manière précise dans un assemblage à brides boulonnées à face plate afin d’assurer l’étanchéité du système et de prévenir les fuites. Deux types d’assemblages seront traités : les brides à face plate avec contact métal-métal et les brides à face plate munies de joint pleine face. La méthode est basée sur l’interaction élastique du système joint-boulonsbrides. Les modèles proposés sont validés par comparaison avec ceux générés par éléments finis pour différentes tailles de brides.

Titre traduit

Analytical modeling of flat face flanges

Résumé traduit

The analytical development improvements for the pressurized assemblies’ codes are essential with the technology evolution, the severity of the security laws and environmental protection. Following the low leakage performance of flat face flanges, neither Appendix 2 nor Appendix Y of the ASME code which describe the design rules of flanges, are reliable to assess load changes when full face gaskets or metal to metal contact flanges are used. The prediction of tightness of these connections relies very much on the level of precision of the contact stress during operation. However, determining this stress is complex, due to the many geometric and material parameters involved.

Economic considerations have meant that the flat face flanges are increasingly used in industry. They are easy to machine and assemble. Against by their performance to ensure proper sealing depends greatly on the design of the assembly and operating parameters.

This thesis analyses the behaviour of both flat face flanges with full face gaskets and flat face flanges with metal to metal contact beyond the bolt circle. It presents an analytical approach to evaluate the operating flange rotation, gasket load and contact stress that may be used for leakage predictions. The method is based on the gasket-bolt-flange elastic interaction, including flange rotational flexibility. The proposed model is validated by comparison with numerical FEA conducted on flanges of different size and geometry.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliogr : f. [175]-177.
Mots-clés libres: analyse, assemblage, boulonne, bride, etancheite, face, methode, modele, numerique, plat
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Bouzid, Abdel Hakim
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 17 août 2010 20:09
Dernière modification: 05 janv. 2017 22:06
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/46

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