波纹管应力计算

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1、管道应力分析基础理论讲义或Dx=Sin40Dz=-Sin40§2.3膨胀节的建模及计算建立膨胀节的精确模型，首先应了解各种膨胀节的结构型式和工作原理，膨胀节的主要类型有：①普通轴向型膨胀节，主要吸收管系的轴向位移。②横向型膨胀节（包括复式铰链型膨胀节，复式万向铰链膨胀节，复式拉杆型膨胀节），主要吸收管系的模向位移和少量轴向位移，拉杆、铰链板承受压力推力。③铰链型膨胀节（单式铰链型和万向铰链型）主要以两个或三个配套使用吸收平面管系或空间管系的模向位移。④压力平衡膨胀节（直管压力平衡型膨胀节和弯管压力平衡型膨胀节、前者吸收管道轴向位移，后者吸收管系的轴向位移,横向位移和角位移，不会使支架或相

2、连设备受到压力推力的作用。膨胀节基本结构一般包括接管，波纹管和结构件（拉杆、铰链板）三部分、所收膨胀节的建模包括如下内容：①接管单元，按一般管单元模拟。②波纹管单元，必须精确给出波纹管单元所要求给出的刚度值、应注意刚度的单位，波纹管的刚度按EJMA标准公式计算，波纹管的参数中，刚度项可仅给出轴向刚度Kx横向刚度Ky或弯曲刚度Kθ、Kθ和Ky可仅给一项,另一项程序可自动计算出。这里应注意对一定长波纹管输入的弯曲刚度应为计算刚度的四倍，因为弯曲刚度是作用在膨胀节的自由端上的力矩MT）计算而来的，且自由端移动了一个角度（θ），但是在建模时，认为弯曲刚度与一端固定。没有直线位移的膨胀节的转动力矩

3、成正比，对于零长波纹管，弯曲刚度为实际计算值。③对于直管压力平衡型。在参数栏中不输有效直径,这时程序就不会计算压力推力。④结构单元及约束条件模型建立对于膨胀节结构件如支座板，铰链板，拉杆可用刚性单元模拟，然后将结构件的重量13北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司应力分析基础理论讲义均分给刚性件的重量。铰链板与销轴处约束为三个线位移和两个角位移如5Cnode(10)RESTRINTSXYZRxRy拉杆螺栓与球面垫圈之间仅约束三个线位移5Cnode10RESTRNTSXYZ§2.4钢结构模型的使用钢结构模型的建立与管系模型类型，建完模型后可对钢结构单独进行计算，也可将钢结构模型Includ

4、e进管道模型中与管系一起运算，它们的主要区别是：1、几乎甩有管道元件间的连接都被假设为固定连接（如：在相邻的管道元件之间，三个方位的力和三个方位的力矩是可以互相传递的）。对于钢结构，根据实际连接形式，在相邻的元件之间，只能有选择地进行载荷传递。2、钢结构的一般特点是在一个方向的承载能力较强，在另一个方向上的承载能力较弱。所以建模时，钢结构元件的局部方位非常重要，钢结构元件和局部方位由ANGLE参数确定，它指定了钢结构元件相对于“标准”方位的偏转角度，在CAESSRII中钢结构模型的“标准”方位定义如下：a）水平布置的钢结构元件（梁），它的弱轴为空间的Y轴b）垂直布置的钢结构（柱），它的弱

5、轴为空间Z轴c）倾斜布置的钢结构（斜撑），它在垂直方向上投影的弱轴为空间Y轴。钢结构的正确方位可通过使用钢结构模型的“PL0T”命令校核建立钢结构模型时注意事项。1、CAESARII中所带的钢结构库是美国钢结构协会AISC标准和德国DIN标准，与我国钢结构标准相差很大，这就要求我们必须自定义所使用的钢结构相关参数。北京市艾思弗计算机技术有限公司14管道应力分析基础理论讲义材料的物理性能参数为：线胀系数ALPHAmm/mm℃8弹性模量YM2.1×10KPaE7剪切模量G8.1×10KPaG=21(+µ)泊松比P0IS0.33容重DENS0.00785kg/cm结构尺寸参数2截面积AREAm

6、m4惯性矩STRONGmm高度BOXHmm宽度DOXWmm2、对于管线与结构连接处在结构文件和管系文件输入同一个节点号，或者将管系文件中接触点设一CNODE号这个附加的节点号就是对应接触处钢结构的节点号。在将建好的结构模型Include进管道模型时，由于程序中没有给出两模型节点号的差值项Increment。管道模型之间相加时有此项，所以在建钢结构模时，应注意将模型中的节点号与管道模型错开。§2.5带衬里管线的建模带衬里管线的建模与一般管线基本相同，不同之处在于管道壁厚和许用应力需按标准求出当量壁厚和许用应力，因为衬里层（隔热层和耐磨层）有一定的刚度所以会影响到管道的刚度和变形，所以在建模

7、时首先应根据隔热层和耐磨层的相应参数计算出衬里管道的当量壁厚，然后计算出衬里管道的许用应力。15北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司应力分析基础理论讲义第三章弹簧支吊架设计§3.1可变弹簧支吊架设计基础当管子移动时，弹簧载荷稍微发生变化，但从应力的观点看：当管于从冷态变化到热态时，弹簧载荷有一些变化是允许的。一个预设在某个位置的可变弹簧支吊架，在管子运动的全过程都对管子提供支撑。当管子向上移动时，弹簧支吊架上的承重板上移，允许弹簧