受外载作用三通的有限元分析

发布时间：2020-04-17 06:09

【摘要】：三通作为重要的压力管道元件广泛用于石油化工、电力和油气输送等行业中,由于其几何形状复杂和数学分析上的困难,至今仍没有成熟简便的应力计算方法。鉴于管道三通的破坏常表现为塑性失效,因此,管道三通的塑性极限载荷成为工程中重要的设计参数。本文采用有限元分析的方法,在对纯弯矩作用下无缺陷三通进行研究的基础上,详细地研究了单一弯矩及不同比例内压弯矩联合作用时对三通塑性极限载荷的影响。主要研究内容和结论如下: (1)建立了无缺陷焊制管道三通的三维有限元计算模型,编制出适合本课题需要的有限元前处理程序。 (2)建立了无缺陷三通塑性极限弯矩有限元解数据库,研究了不同几何尺寸对三通塑性极限弯矩的影响规律。
【图文】：

带直管的有限元模型其极限载荷值要比不带的偏小。显然不带直管的有限元计算模型所得结果与工程实际不相符，，因此，对所有承受弯矩载荷的三通，均应考虑直管对三通应力和变形的影响，本文在后续的研究中均在支、主管端增加长度大于 3 倍直径的直管段。2.4 单元类型及材料的确定2.4.1 单元类型的确定工业管道三通多为薄壁管壳结构，可以选用壳单元建立有限元模型，但由于板壳有限元只能给出一次应力加二次应力，不能很好地反映应力沿管壁厚的变化规律[38]，本文不采用此种单元。

本文考虑三通自身结构的特点，在支、主管相贯区部减薄缺陷区适当增加单元密度，距离过渡区和缺陷减薄区较远的支管端部，网格划分相对稀疏。无缺陷三通网格划分具体见图 2-7 所示沿支、主管轴线方向，采用向相贯线逐渐加密的方式；沿厚度方向，贯区划分三层单元，其它区域使用单层网格。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH136

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本文编号：2630552