不等厚性对弯头应力分布影响的有限元研究

弯头作为受压管道中的重要部件，不仅能改变管线的方向，还可以提高管路柔性，缓解管道振动和约束力，并对热膨胀起补偿作用。以往对弯头的研究只考虑壁厚均匀不变的情况，但是实际上弯头的壁厚是沿着弯曲半径变化的，并且弯头的截面也具有一定的椭圆度。通过对实际生产中弯头壁厚的调研，分别考察热推、冷弯工艺对弯头壁厚改变的影响。并应用有限元方法分析了冷弯弯头的应力状况，得出其最大应力发生点随着外拱处壁厚减薄量的增大而向外拱处转移。     

山地灌溉管道水力特性的数值模拟

有压管道的水力特性是管道设计工作的依据和前提。为研究山地灌溉输水管道水力特性,该文建立山地灌溉输水管道水动力学数学模型,运用计算流体动力学数值模拟方法,对有压灌溉管道中凸起管段的水力特性进行模拟。该文以输入流量为控制变量,计算管道水流能量损失,分析了Re与管道凸起段135°弯头局部阻力系数的关系;研究输水管道凸起段水压和流速分布特性。结果表明:当Re5.0×104时弯头局部阻力系数随着Re增大而迅速减小,当Re7.0×104时弯头局部阻力系数趋于稳定,当2.3×104Re7.0×104时,弯头Ⅰ、弯头Ⅱ、弯头Ⅲ、弯头Ⅳ局部阻力系数变幅范围为4.12~0.37;弯头处静压分布均表现出外侧压力大,内侧压力小;速度值的大小均表现为弯头外侧速度小,内侧速度大。     

埋地管道弯头附近固定墩所受推力有限元分析

采用有限元法分析埋地管道弯头附近固定墩受力情况，建立了管道—土—固定墩相互作用模型。通过计算不同弯头夹角、土壤参数、弯头曲率半径下管道的轴向内力，对工程上原有的固定墩所受推力计算提出了改进，可供管道设计者参考。     

直埋管道弯头受力分析及设计方法

在管道敷设中，不可避免地要用到弯头。对直埋弯头受力计算办法作了简要介绍，并提出了对弯头处的具体处理措施，总结了直埋弯头设计的一些方法。     

场地液化条件下埋地弯管道力学反应的数值模拟

基于ADINA有限元分析软件,建立了场地液化条件下埋地弯管的管土接触的土弹簧分析模型.在液化区设置过渡区,考虑非液化区的管土接触作用及液化区土对管道的约束作用,对管道的有效应力及轴向应力进行了分析.结果表明:当液化场地区域存在弯曲管道部分时,弯头处有效应力很大,使其成为整个管网系统中最薄弱的环节之一;弯头壁厚和曲率半径越大,弯管道有效应力越小,说明弯管越不容易发生破坏,有利于抗震;弯头所处液化区的位置距离液化区和非液化区交界处越远,弯管道所受的轴向应力越大,且存在一个最佳位置使得弯头有效应力最小.     

基于遗传算法的直埋供热弯管的优化设计

直埋供热管道弯头的设计过程是一种试算的过程,即给定曲率半径和壁厚等参数来进行应力验算,直到应力验算合格为止。提出以曲率半径、壁厚和强度条件等作为约束条件,以弯头成本最低为目标函数,进行弯头的优化设计。通过对DN=1 000 mm以下各种规格管道的优化计算,得出了两臂无限长水平弯头的最优曲率半径和最优壁厚,得到了直埋弯头采用遗传算法进行优化设计的结论;且应用惩罚函数法来处理非线性约束问题,收敛稳定一致,收敛速度快。"遗传算法"应用到直埋供热管道弯头的工程设计计算中,不管弯头尺寸是否受到严格的场地限制,均可优化设计,既增强了弯头布置的灵活性,也提高了弯头的可靠性,降低了工程投资。     

基于ANSYS的90°管道弯头有限元分析

利用有限元软件ANSYS建立了90°XGQT01-76.1弯头三维实体参数化有限元模型。通过对弯头实体模型的强度分析得出了弯头在受载时的应力分布情况,根据应力分布状况得出弯头易发生破坏的位置及破坏形式,在这些位置应进行局部加固或避免生产过程中的局部减薄现象。由弯头强度分析得出其最大等效应力远小于材料屈服值,利用参数化模型减小弯头壁厚并对其进行应力分析得出了弯头壁厚的最优值所在区间。     

天然气集输场站管线弯头冲蚀磨损数值模拟研究

集输管线中,颗粒冲蚀磨损常对管道内壁造成破坏。即使颗粒尺寸较小,累积的颗粒冲蚀磨损依然会对管壁造成严重的壁面减薄,甚至引发管线泄漏。为了研究天然气集输场站内管线的弯头冲蚀磨损,针对某集气场站站内管线弯头冲刷腐蚀减薄案例,通过机理分析和流体动力学(CFD)仿真分析方法,研究了站内管线直角弯头、圆弧形弯头及不同锥角直角弯头内壁冲蚀磨损规律。结果表明:集气场站管线内常存在冲蚀敏感区,使得管道、设施内壁易受颗粒冲蚀磨损影响;利用流体动力学仿真分析方法,可以有效预测弯头内冲蚀磨损位置分布并优化弯头结构设计;直角弯头的耐冲蚀磨损性能优于常规圆弧形弯头。可见研究石油天然气集输管线内冲刷腐蚀规律,对寿命预测、管道检测及运行安全防护都有重要的指导意义。     

理想内压管道弯头受拉伸应力分析

对理想90°弯头进行有限元建模,并通过有限元软件Ansys对不同管径、内压、拉力水平工况下的90°弯头的应力进行分析,对比分析结果,得到理想内压弯头在拉伸状态下的应力特点。     

矩形波导H面90°弯头和T型结头的计算机辅助设计

应用变分有限元法对矩形波导任意Ｈ面不连续性问题进行了分析，编制了通用的计算机程序，对矩形波导Ｈ面９０°弯头和Ｔ型结头进行了计算机辅助设计，理论计算与测试结果吻合．     

核电厂管道弯头测厚数据分析

汽水管道是核电厂的重要设备,对它们的定期测厚工作是防止管道局部严重减薄的有力保证。本文分析了核电常规岛汽水管道弯头的测厚数据,并重点研究了弯头壁厚分布情况。由分析结果发现,壁厚最小值往往位于拱背中间位置,并且弯头规格对于壁厚分布的不均匀性也有影响。     

再热蒸汽热段无缝弯头研究与试制

再热蒸汽热段是火力发电厂300MW 大容量发电机组的四大管道之一,在电厂的热力系统中,再热段主要使热能得到充分利用,从而提高机组的运行参数。再热热段管道必须具有良好的高温机械性能。因此应选用焊接性能好的低碳合金管材,在对弯头进行总体设计中,我们进行选材,从厚度及强度方面,加工工艺及工装方面来设计弯头。     

直埋供热管道直角弯管热-力耦合分析

针对直埋热水供热管道弯管受力的复杂性,基于土弹簧模型建立了三维热-力耦合有限元模型,分析了直埋直角弯管应力的主要影响因素,给出了缩短弯臂长度的热-力耦合有限元模型。建模中管土相互作用考虑了介质的重力和覆土重力等的作用,弯头管段的边界条件施加在2个弯臂端头。结果表明,直埋弯管在温升作用下的峰值应力远大于内压作用下的峰值应力;直埋弯管的一次应力随管道壁厚、管道埋深的增加而降低,随内压、弯头曲率半径的增加而增加;直埋弯管的二次应力随管道壁厚的增加而降低,随内压、埋深、温升、弯头曲率半径、弯头端部位移的增加而增加;弯头截面竖向椭圆化对弯头是有利的,而横向椭圆化是有害的;地面荷载作用使弯头最大当量应力减小,对弯头起保护作用。该研究旨在为直埋管道的安全性分析提供帮助。     

埋地热输管线的内力和应力计算的进一步研究——弹性抗弯铰模型校核之二

前言 大口径埋地弯头温度升高以后所引起的内力和位移,文[1]用有限元法计算了φ1020各种不同弯头的位移、内力和应力,文[2]用材料力学方法在假设弯头为弹性抗弯铰的前提下计算了φ720弯头的位移及内力。本文对这两种方法计算结果的差异进行分析,进而说明这两种计算方法的合理性。同时,进一步分析影响弯头位移、内力和应力的各主要因素,供管道设计部门参致。     

埋地管道对称水平弯头的弹性地基曲梁解

本文在分析埋地管道水平弯头计算中的“弹性杭弯铰”模型的基拙上,提出了一种更符合管道受力与变形特征的计算模型。给出了该问题按纵横弯曲弹性地基曲梁求解的一般解答。文末用算例说明了水平弯头的曲率半径和弯头夹角时管道内力、位移的影响。     

无补偿直埋在集中供热工程中的应用

文章结合集中供热工程中无补偿直埋施工的工程实例，介绍了无补偿直埋的原理及特点．对热力管道预热施工进行了分析，指出了无补偿直埋作为新技术值得推广应用。     

冲蚀角度和弯头几何尺寸对冲蚀磨损的影响研究

为了更深入研究输气管道中重点管件——弯头的气固两相流问题,弄清固体颗粒运动轨迹与冲蚀磨损之间的关系,根据相似性原理搭建了模拟试验平台。采用k-ε双方程模型建立相应的气固两相流仿真模型,并将仿真结果同试验结果进行对比,验证了仿真模拟的正确性。在此基础之上,详细进行了固体颗粒的入射角度和弯头的几何尺寸对冲蚀磨损的影响研究。结果表明,冲蚀的入射角度对弯头的冲蚀磨损情况有很大影响。当入射角偏向弯头内管壁时,最大冲蚀率随着入射角的增大而增大。当入射角偏向外侧管壁时,入射角为15°时弯头的最大冲蚀率最大。另外,通过改变弯头的曲率半径和外形,都可以减小弯头的最大冲蚀磨损速率。     

离石市刘七路直埋式无补偿供热管道施工工艺

离石市刘七路DN900主管线是从大土河热电厂首站到交通路，共6km，该工程采用了无补偿直埋技术，节约了固定支架、补偿器、电焊条及焊接工程量、弯头，降低了工程造价，缩短了工期。     

基于Workbench的输流弯管流固耦合分析

运用ANSYS Workbench软件建立不同弯曲半径的弯管模型,分析了弯曲半径对所受流体压力以及内部流速分布的影响,得到了弯曲半径和管道入口压强对固有频率和整体变形的关系。结果表明:弯曲半径对流速分布影响显著,弯头处内侧流速大,外侧流速小;弯曲半径对弯头后段内壁压力影响显著;弯头处内侧受压小,外侧受压大;弯曲半径对整体变形的影响较小,而管道入口压强对整体变形的影响大;管道2、3阶固有频率随着弯曲半径的增大有下降趋势,随着弯曲半径的增大4阶固有频率增大明显。     

HP乙烯裂解炉管弯头破裂原因的分析

用近代金相技术研究了ＨＰ乙烯裂解炉管弯头破裂的原因。结果表明，炉管弯头的破裂是管壁减薄引起的，并且高温氧化、渗碳、温差应力及热疲劳等对弯头减薄破坏也起着很大的加速作用。对引起弯头破坏的减薄机理进行了探讨。