地基沉降下管道的有限元应力分析.pdf

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1、2O12钲第41卷石油矿场机械第4期第8O页oILFIELDEQUIPMENT2012，41(4)：8O～83文章编号：100卜3482(2012)04—0080—04地基沉降下管道的有限元应力分析冷建成，周国强，张国威，吴泽民(东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：对受地基沉降影响的某膨胀压缩机压缩端进口管道进行静力分析，并探讨了不同地基沉降组合对其应力分布的影响。通过对正常工况下管道的ANSYS有限元模拟，得出薄弱部位在管道下部弯曲处，最大VonMises等效应力为71．

2、4MPa；通过对管道支墩处和管道与管道法兰连接处等位置4种不同沉降组合下的应力分析，得出管道支墩处单独沉降对管道受力的影响较大，当下沉1．25mm时管道已处于危险状态；不同步沉降对管道的破坏更为严重，沉降量与最大等效应力呈凹形曲面关系。因此，针对敷设在软土地基上的管道，应控制不均匀沉降及过大均匀沉降的发生。基于ANSYS计算得到的高应力区及对地基沉降敏感的受力位置即为实施管道在线监测的重点部位。关键词：管道；地基沉降；有限元；应力中图分类号：TE9文献标识码：AFiniteElementStress

3、AnalysisofPipelineatGroundSettlementLENGJian—cheng，ZHOUGuo—qiang，ZHANGGuo-wei，WUZe—rain(CollegeofMechanicalScienceandEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Staticanalysisoftheentrancepipeatcompressorendinanexpansioncompres

4、soraffect—edbygroundsettlementwaspreseflted．andtheeffectofdifferentgroundsettlementmodesonstressdistributionsofthepipewasdiscussed．BasedonANSYSfiniteelementsimulationonthepipeunderregularoperationconditions，theweakstresspartwasatthelowerbendingzoneandt

5、hemaximumVonMisesequivalentstresswas71．4MPa．Throughthestressanalysison4kindsofdifferentgroundsettlementmodesincludingtherestpierandtheflangeconnectionpartbe—tweenthepipeandanotherone，theresultsshowedthattherestpiersettlementalonehadgreaterinfluenceonth

6、epipestressdistribution，andthepipewasindangerwhenthesedimentationvalue1．25mmwasreached．Whiletheasynchronoussettlementwasmoredangerousthanthedestruc—tiveactionofevensettlement，andtherelationshipbetweenthesedimentationvalueandthemaxi—mumequivalentstressw

7、asanalogoustoaconcavesurface．Therefore，theunevensettlementandexcessiveevensettlementshouldbeavoidedforthepipelinesonsoftsoilfoundation，andthehighstressareaandtheforcedlocationsensitivetogroundsettlementcomputedbvANSYSsoftwareweremainmonitoringpartsonli

8、ne．Keywords：pipeline；groundsettlement；finiteelementanalysis；stress收稿日期：2011-10—28基金项目：国家自然科学基金资助项目(11072056)作者简介：冷建成(1977一)，男，河南信阳人，副教授，主要从事磁记忆检测技术、结构健康监测与损伤诊断研究，E—maillbyljc@163．com。第41卷第4期冷建成，等：地基沉降下管道的有限元应力分析近年来，随着石油天然气工业的迅猛发展，压力206G