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《管系与管道开孔补强结构的耦合应力分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第1期No.12017年3月DONGFANGTURBINEMar.2017DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2017.01.003管系与管道开孔补强结构的耦合应力分析秦重阳,杨晖,刘升志(东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000)摘要:文章采用ROHR2管道应力分析软件,对某管系和管系中管道的开孔补强结构进行了耦合应力分析,并根据分析结果对补强部位进行了合适的调整,最终使开孔补强结构处应力满足相应的规范要求。关键词:开孔,补强,应力,有限元中图分类号:TV732文献标识码:A文章编号:1674-9987(2017)01-013-04CoupledStres
2、sAnalysisforPipingSystemandOpeningReinforcementofPipeQinChongyang,YangHui,LiuShengzhi(DongfangTurbineCo.,Ltd.,DeyangSichuan,618000)Abstract:CoupledstressanalysisforapipingsystemandopeningreinforcementofpipecarriesoutbyusingROHR2software.Ac-cordingtothecalculationresults,properreinforcementisusedsot
3、hattheopeningandthestressoftheopeningreinforcementcanmeetstandardrequirements.Keywords:opening,reinforcement,stress,FEA间。0引言ROHR2管道应力分析软件可以将管系局部有限元与管道应力进行耦合计算分析,大大简化了在大口径管道中,由于标准管件较少,经常建模的复杂性,并且能够快速准确地获得各工况会直接开孔焊接支管,由于开孔面积较大,通常下的分析结果。本文采用ROHR2软件对某管系进需要增加补强圈来进行补强。开孔补强结构在管行分析,并根据分析结果对开孔补强部位进行调系中不仅受到压
4、力温度影响,还受各种工况下管整,使得开孔补强结构处应力满足相应的规范要系作用在此结构上的力和力矩,如果将此结构单求。独进行有限元分析,则需先通过管系应力分析,提取各工况下作用在此结构上的载荷,然后再附1管系计算模型及参数加到有限元分析中进行分析,非常繁琐且耗费时作者简介:秦重阳(1986-),男,硕士,工程师,2010年毕业于西安交通大学动力机械及工程热物理专业,现从事核电管道设计工作。•13•第1期No.12017年3月DONGFANGTURBINEMar.20171.1管系及开孔补强结构计算模型1.2管系计算参数管系计算模型如图1所示。管系中介质为蒸汽,运行压力为1.1MPa,运设备接口
5、行温度为188℃。另一系统管道对开孔接管处的力和力矩如表1所示。表1外部系统管道对接管处的力和力矩力(N)力矩(N•m)工况FxFyFzMxMyMz膨胀节冷态55115024503000250650弹簧吊架运行20000-940030000-805009100-40000另一系统管道接口设备接口ZaYaXa2管系应力计算结果2.1应力分类及判定依据图1管系计算模型管道在重力、压力、热膨胀、地震等作用下会产生应力。根据产生应力的荷载不同,将其划管系两端分别与相应设备连接；为吸收管道分为一次应力和二次应力两大类。由于压力、重热膨胀位移,降低管道对设备接口载荷,在管系力和其他外力荷载的作用所产生的
6、应力属于一次上设置有一复式横向膨胀节；管系上开孔接管位应力,它是平衡外力荷载所需的应力,随外力荷置与另一系统管道连接；管系中间设置有一个弹载的增加而增大；由于热胀、冷缩、端点位移等簧吊架。管道材料为A358316,管道规格为φ位移荷载的作用而产生应力属于二次应力,它不1422mm×14mm,开孔接管规格为φ610mm×12直接与外力平衡,而是为满足位移约束条件或管mm,开孔区域采用了补强圈加强,补强圈材料与道自身变形的连续要求所必须的应力[1]。主管材料相同,补强圈厚度初步确定为20mm,采用ASMEB31.1《动力管道》[2]规范对管系应补强圈大小为φ1000mm。力进行校核。ASMEB3
7、1.1规定的管道应力校核条开孔接管补强区域建立了局部有限元模型。件如下。管道开孔处由于结构的不连续,会产生边缘应力。持续荷载作用下的一次应力应满足:根据圣维南原理,在离开孔连接处距离为L=2.5×PD00.75iMA√Rt(R为管道的平均半径,t为管道壁厚)的地SL=+≤1.0Sh(1)(1000)4tnZ方,管道开孔连接处的边缘应力就可以衰减到工位移荷载引起的二次应力应满足:程上可予以忽略不计的程度,因此支
