新疆克拉玛依市供水系统工程高压岔管群体型结构整体受力计算三维有限元优化分析

发布时间：2021-12-19 09:01

　　针对克拉玛依市中心城区供水系统工程的高压力水头、庞大且复杂的供水管线系统及超越规范的结构形式等诸多设计难点,通过建立贴边岔管群的整体受力模型进行三维有限元分析,找出岔管群中最薄弱钢岔管,使其应力满足要求,再逐级量化每个岔口应力,获得了岔管群中每个钢岔管在运行期时所处应力状态。结果表明,通过21组方案优化#1～#5钢岔管群结构尺寸,用最少的方案确定出每个钢岔管的最优体型;#5钢岔管群中的③支管处的补强板为最不利点;由于钢岔管补强板焊缝处属于变截面段,管壁刚度差异明显,导致补强板外边缘焊缝处的局部拉应力过大,需严格把关焊缝质量关键,尽量避免产生这类局部拉应力过大现象。 

【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(08)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

贴边岔管群平面布置图及整体受力模型图

泵站内管线流程图

为了让整个贴边岔管群的受力达到最合理状态，通过多组优化方案确保贴边岔管群中最薄弱的岔管在正常运行工况及试验工况均能满足规范[2]中允许应力要求。#1～#5钢岔管群优化方案组合见表2、3。其中，#1贴边钢岔管群给出5组方案，通过施加补强板的方式（方案1-1～1-3补强板宽度分别为400、500、600 mm）提高支管与主管段的刚度后调整管壁厚度（方案1-4、1-5管壁厚度分别为8、10mm），使管壁所有关键点应力满足规范[2]要求；#2、#3钢岔管群通过增加补强板宽度的方式（#2管方案2-1～2-3补强板宽度分别为300、400、500mm;#3管方案3-1～3-3补强板宽度分别为500、600、700mm）提高支管与主管段的刚度后调整管壁厚度（#2管方案2-4、2-5管壁厚度分别为24、26mm;#3管方案3-4、3-5管壁厚度分别为26、28mm），使管壁所有关键点应力满足规范[2]要求；在确定#2、#3钢岔管特征信息后，通过调整#4、#5钢岔管群管壁厚度（#4管方案4-1～4-3管壁厚度分别为26、28、30mm;#5管方案5-1～5-3管壁厚度分别为26、28、30mm）使管壁所有关键点应力满足规范[2]要求。4.2 计算结果与分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Solidworks的三岔形岔管有限元分析及优化设计[J]. 薛超.  水电能源科学. 2019(07)
[2]新疆布仑口超高水头钢岔管参数化设计及优化分析[J]. 郭宇,吴俊杰.  水电能源科学. 2019(04)
[3]高压联合受力钢岔管对旁通贴边钢岔管的受力影响计算分析[J]. 吴俊杰.  吉林水利. 2019(03)
[4]月牙肋钢岔管与贴边钢岔管联合受力有限元优化分析[J]. 吴俊杰,李国英.  水电能源科学. 2018(04)
[5]钢岔管三维参数化设计方法的研究与应用[J]. 韩守都,吴俊杰,王小军.  水电能源科学. 2015(03)
[6]1957-2010年新疆克拉玛依市降水量的持续性和趋势性统计特征分析[J]. 傅丽昕.  水资源与水工程学报. 2014(04)
[7]Revit族库中的3D实体模型在有限元计算前处理中的应用[J]. 吴俊杰.  广西水利水电. 2014(03)



本文编号：3544138