內壓作用下橢圓管道應力及極限載荷數值分析

對水平橢圓管內相變材料接觸熔化過程進行了研究。根據橢圓作圖法測，將其分段圓弧化后，利用ｎｕｓｓｅｌｔ液體邊界層理論，對緊密接觸熔化的液體傳熱與運動進行了分析。求得管內固體熔化速度、熔化率平均ｎｕｓｓｅｌｔ數。討論了影響它們的諸因素，所得結果包含了圓管時的結論。

管道在使用中受介質腐蝕或沖蝕作用以及機械損傷會發(fā)生局部減薄,降低使用的安全性。對帶有此類缺陷的直管已有評定規(guī)范和解析解,但對局部減薄彎頭,國內外尚無評定規(guī)范且少有研究。本文在對局部減薄直管的極限載荷和無缺陷彎頭的應力狀態(tài)進行研究分析的基礎上,提出了內壓作用下局部減薄彎頭極限載荷的計算式,并給出評定局部減薄彎頭安全性的方法。用公式計算所得結果與有限元分析結果很一致。

管道應力分析及計算

矩形翅片橢圓管束性能研究及場協(xié)同分析——利用cfd方法對空冷系統(tǒng)的基本換熱元件矩形翅片橢圓管進行了數值模擬；與實驗數據相比較，研究了其在不同迎面風速下的阻力特性與換熱特性，擬合出了三排管對流換熱系數和協(xié)同角隨迎面風速的變化關系；并采用場協(xié)同原理...

以水為介質,采用k-ε模型,用數值模擬方法研究了5種不同結構的螺旋扭曲橢圓管換熱器的管外殼程傳熱與流阻性能,并和采用橢圓管作為換熱部件的換熱器進行了比較。研究結果表明,螺旋扭曲橢圓管換熱器殼程有較好的強化換熱特性,螺旋扭曲橢圓管的幾何尺寸和流體流動速度對殼程傳熱與流阻性能有重要影響。通過數值模擬所獲得的規(guī)律為螺旋扭曲橢圓管換熱器的設計研發(fā)提供了參考。

試壓工況下盾構隧道內輸氣管道應力分析-天然氣工業(yè)

管道應力分析和計算 目次 1概述 1.1管道應力計算的主要工作 1.2管道應力計算常用的規(guī)范、標準 1.3管道應力分析方法 1.4管道荷載 1.5變形與應力 1.6強度指標與塑性指標 1.7強度理論 1.8蠕變與應力松弛 1.9應力分類 1.10應力分析 2管道的柔性分析與計算 2.1管道的柔性 2.2管道的熱膨脹補償 2.3管道柔性分析與計算的主要工作 2.4管道柔性分析與計算的基本假定 2.5補償值的計算 2.6冷緊 2.7柔性系數與應力增加系數 2.8作用力和力矩計算的基本方法 2.9管道對設備的推力和力矩的計算 3管道的應力驗算 3.1管道的設計參數 3.2鋼材的許用應力 3.3管道在內壓下的應力驗算 3.4管道在持續(xù)荷載下的應力驗算 3.5管道在有偶然荷載作用時的應力驗算 3.6管系熱脹應力范圍的驗算 3.7力矩和截面抗

astma554標準及國標組織生產，以201、202、304、316、316l原料焊接不銹鋼橢圓管， 可進行表面拋光，產品多渠道廣泛應用于石油、化工、化學化纖、冶煉、醫(yī)藥機械、造紙、 保溫制冷、機械設備、食品、電力、水利、建筑、航天航空、海底工程、航海造船、環(huán)保等 行業(yè)，深受用戶的青睞。我公司生產以下規(guī)格不銹鋼橢圓管： 7.5*11.5、8*15、9.6*15、10*20、10*25、12*24、13*23、13*33、14*25、14*28、15*22、 15*28、15*30、15*38、15*42、16*26、16*44、17*21、17*25、20*30、20*35、20*40、 20*50、20*70、25*38、25*49、28*45、28*57、30*45、30*57、 astma554標準 30*

采用pro/e和ansys/ls-dyna聯(lián)合建模求解技術,對螺旋圓管和螺旋橢圓管的成形過程進行了有效的仿真,確定了螺旋橢圓管的擠壓成形方案,并對螺旋橢圓管成形過程的能量變化、成形力、應力分布及摩擦系數對成形的影響作了分析探討。此成形方法具有制品綜合質量高、工藝流程簡單、設備簡單、投資少等優(yōu)點。

根據標準平橢圓管各部位間的尺寸存在著固定系數關系和替代關系,通過一定數學變換,推導出一種針對標準平橢圓管孔型的系數設計方法;獲得了對所有標準平橢圓管孔型都適用的各道次變形系數λi,并且直接利用系數λi與標準平橢圓管管頭曲率半徑r之間的關系,設計標準平橢圓管各道孔型各部位變形尺寸。該方法既簡化了孔型設計程序,又提高了設計效率。

利用有限元方法分析了內壓作用下異徑管的應力分布,結果表明:同心異徑管大端向外的彎曲應力與薄膜應力疊加后使外壁組合應力下降、內壁組合應力上升,小端連接處直管內外壁均為軸向壓應力;內壓在非軸對稱結構的偏心異徑管的偏心側大端和中部引起的環(huán)向應力最大,且偏心側外壁的環(huán)向應力較內壁的環(huán)向應力大。實驗結果與有限元分析結果一致,但存在一定誤差,主要是與工程管件不均勻的力學性能及壁厚有關,因此,將直管的應力理論直接套用到異徑管是不恰當的。

采用彈塑性有限元分析技術,將材料簡化為理想彈塑性,同時考慮幾何非線性影響,針對不同厚徑比t/rm、相對彎曲半徑r/rm和彎曲模式下有直管連接彎頭的彈塑性行為進行了系統(tǒng)分析,在此基礎上分別建立了便于工程應用的無缺陷彎頭在開、閉彎作用下的塑性載荷估算式。試驗研究表明本文建立的面內開/閉彎塑性載荷估算式能夠滿足工程實際需要。

序號名稱符號公式數值 1管子外徑d0給定0.108 2管子壁厚t給定0.004 3保溫層厚度tb給定0.025 4保溫管外殼與土壤之間的摩擦系數μ查表4.1.5（高密度聚乙烯與中沙）0.3 5保溫管外殼與土壤之間的最大摩擦系數μmax查表4.1.5（高密度聚乙烯與中沙）0.4 6保溫管外殼與土壤之間的最小摩擦系數μmin查表4.1.5（高密度聚乙烯與中沙）0.2 7管頂覆土深度h查表3.1.2（φ108×4）0.6 8預制保溫管外殼的外徑dcdw+2tb0.158 9土壤密度ρ給定3000 10軸線方向每米管道的摩擦力fπρgμ(h+dc/2)dc2971.15 11鋼管基本需用應力修正系數ψ查表4.2.2-1,無縫鋼管201.00 12管道的計算壓力pd給定3 1

應用ansys軟件對橢圓封頭中心接管結構進行建模和網格劃分,并且對接管端部施加了彎矩,之后對整體模型做出了應力強度分析,得到了在設計壓力下結構的應力分布和變形。按照jb4732-1995《鋼制壓力容器—分析設計標準》對危險截面進行應力強度評定。分析結果表明,強度滿足要求。

對電站空冷凝汽器矩形翅片橢圓管空氣側的流動與傳熱特性進行了數值模擬,分析了翅片上有無擾流孔兩種情況下矩形翅片表面的局部表面?zhèn)鳠嵯禂捣植家?guī)律。對影響空氣側傳熱和流動性能的因素,包括擾流孔數、擾流孔尺寸、擾流孔位置進行了優(yōu)化分析。數值模擬結果表明:隨著擾流孔數的增加,表面?zhèn)鳠嵯禂岛土鲃幼枇χ饾u增加,在一定范圍內,換熱量也不斷增加;隨著擾流孔的尺寸增大,表面?zhèn)鳠嵯禂岛土鲃幼枇龃?但是總換熱量減少;相對來說,擾流孔的位置對表面?zhèn)鳠嵯禂岛土鲃幼枇Φ挠绊懖淮蟆?/p>

管道應力分析及管架設計

目前對于管道三通在內壓和彎矩聯(lián)合作用下的塑性極限載荷累積規(guī)律有三種不同的觀點,即線性方程累積、拋物線方程累積和圓方程累積模式。文中采用非線性有限元方法分析內壓與彎矩聯(lián)合作用下(包括面內彎矩和面外彎矩兩種形式)管道三通的塑性極限載荷,結果表明其累積形式基本上介于拋物線方程和圓方程之間,并且與結構幾何參量有關。最后在數值分析的基礎上提出復雜情況下考慮幾何因素的三通塑性極限載荷工程估算式,并用試驗結果進行驗證。

基于極限分析的觀點,推導了工業(yè)中焊制三通在面內彎矩作用下的極限載荷估算式。通過試驗數據驗證和與基于asme規(guī)范及billington的經驗公式比較表明,該公式對面內彎矩極限值有較高的估算精度,具有較大的工程應用價值。

為了對異徑管的設計、生產提供理論依據和計算方法,對異徑管中的偏心異徑管進行了分析研究,得到了其應力分布規(guī)律,確定了危險點。為了減少應力集中的影響,在異徑管的大小端分別加了一段直管,在對稱面上施加對稱約束,在大端直管端面施加軸向和徑向約束。分析結果表明,偏心側內外壁的環(huán)向應力曲線總體趨勢相似,大端的應力要比小端的應力大;在同樣壁厚等級和相同的公稱壓力下,當異徑比增大時,環(huán)向應力和相當應力的極值出現(xiàn)位置都有由大端朝小端移動的趨勢;適當增加偏心異徑管的長度能減小危險點的應力集中程度。

theturbulencestructureinthestirredtankwithadeephollowblade(semi-ellispe)discturbine(hedt)wasinvestigatedbyusingtime-resolvedparticleimagevelocimetry(trpiv)andtraditionalpiv.inthestirredtank,theturbulencegeneratedbybladepassageincludestheperiodiccomponentsandtherandomturbulentones.traditionalpivwithangle-resolvedmeasurementandtrpivwithwaveletanalysiswerebothusedtoobtaintherandomturbulentkineticenergyasacomparison.thewaveletanalysismethodwassuccessfullyusedinthisworktoseparatetherandomturbulentkineticenergy.thedistributionsoftheperiodickineticenergyandtherandomturbulentkineticenergywereobtained.intheimpellerregion,theaveragedrandomturbulentkineticenergywasabout2.6timesoftheaveragedperiodicone.thekineticenergiesatdifferentwaveletscalesfroma6tod1werealsocalculatedandcompared.trpivwasusedtorecordthesequenceofinstantaneousvelocityintheimpellerstream.theevolutionoftheimpellerstreamwasobservedclearlyandthesequenceofthevorticityfieldwasalsoobtainedfortheidentificationofvortices.theslopeoftheenergyspectrumwasapproximately-5/3inhighfrequencyrepresentingtheexistenceofinertialsubrangeandsomeisotropicpropertiesinstirredtank.fromthepowerspectraldensity(psd),onepeakexistedevidently,whichwaslocatedatf0(bladepassagefrequency)generatedbythebladepassage.

壓力管道審核管道應力分析和柔性設計

為了設計化工容器上常見的橢圓封頭/接管連接結構,根據設計條件提出了3種結構設計方案.采用有限元法,運用ansys軟件進行結構應力計算,得到了3種結構的應力分布.通過對結構強度、結構的經濟性和加工簡便性的綜合分析,給出了一個最佳的橢圓封頭的連接加強結構.