内压作用下偏心异径管的应力分析.pdf

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1、石油机械CHINAPETR0LEUMMACHINERY一89一2012年第40卷第7期●油气田开发工程内压作用下偏心异径管的应力分析陶春达李宗涛吴明。(i．西南石油大学2．中国石油化工股份有限公司洛阳分公司3．中国联通南充分公司)摘要：为了对异径管的设计、生产提供理论依据和计算方法，对异径管中的偏心异径管进行了分析研究，得到了其应力分布规律，确定了危险点。为了减少应力集中的影响，在异径管的大小端分别加了一段直管，在对称面上施加对称约束，在大端直管端面施加轴向和径向约束。分析结果表明，偏心侧内外壁的环向应力曲线总体趋势相似，大端的应力要比小端的应力大；在同样壁厚等级和相同的公称压力下，当异

2、径比增大时，环向应力和相当应力的极值出现位置都有由大端朝小端移动的趋势；适当增加偏心异径管的长度能减小危险点的应力集中程度。关键词：偏心异径管；异径比；相当应力；环向应力；轴向应力；应力集中中图分类号：TE973文献标识码：A文章编号：1001—4578(2012)07—0089—04StressAnalysisoftheEccentricReducingPipeundertheEffectofInternalPressureTaoChundaLiZongtaoWuMingf1．SouthwestPetroleumUniversity2．SINOPECLuoyangBranchCompa

3、ny3．NanchongBranchCompanyofChinaUnicorn)Abstract：Toprovidethetheoreticalbasisandcalculatingmethodforthedesignandproductionofreducingpipes，theeccentricreducingpipewasstudiedtoobtainitsstressdistributionlawandtodeterminethedangerouspoint．Anattemptwasmadetooptimizethedesignofthereducingpipe．Toreduce

4、theeffectofstressconcentra-tion，astraighttubewasaddedontothelargeandsmallendsofthereducingpipe，thesymmetricconstraintwasim-posedonthesymmetricplaneandtheaxialandradialconstraintswereimposedontheendfaceofthestraighttubeatthelargeendofthereducingpipe．Theanalysisshowsthatthereisasimilarityforthegene

5、raltrendofannularstresscurvesoftheexternalandinternalwallsontheeccentricsideandthestressofthelargeendisgreaterthanthatofthesmallend．Underthesamewallthicknesslevelandthesamenominalpressure，thelocationoftheex—tremeofannularstressandequivalentstresstendstomovefromthelargeendtothesmallend．Properreduc

6、tionofthelengthofeccentricreducingpipecanreducethestressconcentrationofthedangerouspoint．Keywords：eccentricreducingpipe；reducingratio；equivalentstress；annularstress；axialstress；stresseoneentratjon径管的设计、生产提供理论依据和计算方法。鉴于0引言此，笔者对异径管中的偏心异径管进行了分析研究，得到了其应力分布规律，确定了危险点，并对异径管按结构形式大致可分为3类：同心异径异径管的优化设计进行了尝试

7、。管、偏心异径管和异径弯管。异径管工况复杂恶劣，工业生产中常有失效事故发生¨。1偏心异径管结构目前国内外对异径管的分析研究报道较少，而工程中的大量失效事故又迫切要求对异在实际工程运用中，偏心异径管按照与直管的2012年第40卷第7期陶春达等：内压作用下偏心异径管的应力分析一91一窆＼R苫＼1O976542100¨4他8¨295976346304加18——环向应力——相当应力环向应力⋯⋯轴向应力相当应力⋯⋯一径向应力轴向应力径向应力轴