壓力管道應力分析的案例
管道應力分析規范更新影響ASME B31.3 應力范圍及其對管道設計的影響
B31.3 附錄 W 規則引用了更復雜的 ASME 第 VIII 部分，Div 2 焊接疲勞曲線（因為 B31 參考方程是環向對接焊縫），但產生的斜率和平均曲線與 “Markl 疲勞方法和 ASME 管道應力強化因子的實驗評估”以及上面的公式 3。
準確確定高循環管道系統中的許用應力
斜率從 5 更改為 3，正確降低了許用應力，并消除了循環次數超過 40,000 次的循環管道系統的不保守性質。
應力范圍系數的更改基于“Markl 疲勞方法和 ASME 管道應力強化系數的實驗評估”論文，該論文通過 Paulin 研究小組實驗室使用懸臂梁和非加固預制三通進行的大量疲勞測試進行了驗證。 目的是確定更廣泛的循環范圍以建立更好的曲線擬合。 結果表明曲線的斜率與 A.R.C. 的斜率不同。 馬克最初是通過疲勞測試在他的發現中做出預測的。
圖 2： 環焊縫與 Markl 曲線之間的平均曲線比較
因此，確定了最佳曲線擬合，并表明應力范圍曲線擬合應為 Sf = 2330N-0.335，以獲得最準確的許用應力預測。 這些更新的斜率進一步符合 ASME 第 VIII 部分第 2 部分第 5 部分焊接疲勞曲線以及世界各地使用的大多數其他焊接疲勞曲線。
START管道應力分析軟件和Nozzle FEM局部應力軟件和 B31 一致
START 管道應力分析軟件和Nozzle FEM局部應力分析軟件解決方案實施了 2022 年 B31.3 版本規范中現已發布的斜率更改，用戶可以在 ASME B31.3 和 ASME B31.1 的各種管道規范版本之間切換 。
展開 管道的熱固耦合計算及管道熱應力分析!
右鍵單擊Solution 插入總變形和應力。單擊solve 進行求解。
圖25 結構靜力學計算中導入溫度
圖26 溫度對管道造成的應力
圖27 溫度導致管道的變形
來源：百度文庫
ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力管道的三維模型處理
2、學習螺栓連接非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習螺栓連接非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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一個模型學習Workbench應力分析（不含壓力容器應力分析）
本文所指的應力分析是指如下：
本文要細致解釋的欄目如下：
本文用一根圓截面梁示例，截面直徑為10mm，固定一端，另一端受100N作用力：
01 提取跨中正應力，根據理論計算為101.86MPa；
仿真結果如下：
02 提取跨中切應力，根據理論計算為1.698MPa；
仿真結果如下：
03 跨中截面的另一個切應力，理論上為零；
仿真結果如下：
04 跨中等效應力（切應力都不大，主要是彎曲正應力）
仿真結果如下：
05 第一主應力，也就是彎曲正應力（主應力沒有標示方向）
仿真結果如下：
固定一端，另一端受1000N.mm的力矩：
06 提取跨中切應力，仿真結果如下：
最大切應力為5.13MPa是沒有問題的，但是用整體直角坐標系來查看切應力是不方便的，需要改成極坐標系。如下圖所示：
07 正應力，仿真如下：
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熱應力專題 | 間接法熱應力分析-以保溫管道為例
導讀：利用間接法計算熱應力，首先進行熱分析，然后將求得的節點溫度作為體載荷施加在結構應力分析中。熱分析可以是瞬態的，也可以是穩態的，當熱分析是瞬態時，需要找到溫度梯度最大的時間點，并將該時間點的結構溫度場作為體載荷施加到結構上。
由于間接法可以使用所有熱分析和結構分析的功能，所以對大多數情況都推薦使用該方法。
一、問題描述
某液體管路內部通有液體，外部包有保溫層，保溫層與空氣接觸，圖中尺寸單位mm。已知管路由鑄鐵制造，其導熱系數為70 W/(m·℃)，彈性模量為200 GPa，泊松比為0.3，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；保溫層的導熱系數為0.02 W/(m·℃)，彈性模量為20 GPa，泊松比為0.4，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；管路內液體壓力0.3 MPa，溫度為70 ℃，對流換熱系數為1 W/(m2·℃)；空氣溫度為-40 ℃，對流換熱系數為0.5 W/(m2·℃)。試分析管路內熱應力情況。
問題分析：根據結構的對稱性，采用軸對稱單元計算。軸對稱模型在第一象限建模，對稱軸是Y軸，XYZ分別表示徑向、軸向和周向（環向）。熱分析用PLANE77熱單元，結構應力分析用PLANE183單元。
計算結果：有保溫層，熱分析后管道的溫度為45.1℃。內壓與溫差作用下，應力見各向應力云圖、第三強度和第四強度相當應力云圖。
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導讀：利用間接法計算熱應力，首先進行熱分析，然后將求得的節點溫度作為體載荷施加在結構應力分析中。熱分析可以是瞬態的，也可以是穩態的，當熱分析是瞬態時，需要找到溫度梯度最大的時間點，并將該時間點的結構溫度場作為體載荷施加到結構上。
由于間接法可以使用所有熱分析和結構分析的功能，所以對大多數情況都推薦使用該方法。
一、問題描述
某液體管路內部通有液體，外部包有保溫層，保溫層與空氣接觸，圖中尺寸單位mm。已知管路由鑄鐵制造，其導熱系數為70 W/(m·℃)，彈性模量為200 GPa，泊松比為0.3，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；保溫層的導熱系數為0.02 W/(m·℃)，彈性模量為20 GPa，泊松比為0.4，熱膨脹系數為1.2×10-5 /℃；管路內液體壓力0.3 MPa，溫度為70 ℃，對流換熱系數為1 W/(m2·℃)；空氣溫度為-40 ℃，對流換熱系數為0.5 W/(m2·℃)。試分析管路內熱應力情況。
問題分析：根據結構的對稱性，采用軸對稱單元計算。軸對稱模型在第一象限建模，對稱軸是Y軸，XYZ分別表示徑向、軸向和周向（環向）。熱分析用PLANE77熱單元，結構應力分析用PLANE183單元。
計算結果：有保溫層，熱分析后管道的溫度為45.1℃。內壓與溫差作用下，應力見各向應力云圖、第三強度和第四強度相當應力云圖。
展開 管道熱應力分析-
運輸管道在埋入地下時，因為土壤溫度的變化，會在管道內部形成熱應力。當管道為直管道時，管道內部的熱應力沿著管道的軸向方向，不會在豎直方向上產生作用力。而當管道存在彎曲時，彎曲部位管道內部的熱應力可分解為豎直分量和水平分量。工程上，由于加工、運輸和安裝等，使管道內部產生一定的彎曲，而安裝時彎曲部位的管道向上安裝。因此，在管道受到熱膨脹時，管道熱膨脹產生向上豎直的作用力，隨著溫度的提高，管道內部熱膨脹產生的豎直向上的作用力逐漸增加，由此可能使管道產生彎曲。本文利用余弦函數描述彎曲的管道模型，建立了管道隨溫度變化的位移以及變形情況。
一、模型的建立
管道的模型，如下圖1所示，中間部位管道模型的數學表達式為:
V0=L0×COS（X/2π）
單元采用梁單元Beam188單元，beam188單元是二節點三維線性梁單元，當keyopt（1）=1時，會具有第7個自由度—翹曲量。Beam188單元能夠用于線性分析、大偏轉、大應力的非線性分析。Beam188單元包含應力剛度，在默認情況下，在某些分析中由NLGEOM=ON。
圖1 有限元模型
二、模型的加載和求解控制
求解時，固定beam188梁單元的兩邊，給模型施加相應的溫度載荷。在求解的過程中，打開大變形選項，同時采用子載荷步的方式加載溫度。
三、模型的變形和應力
圖2 中心節點位移隨溫度的變化曲線
如圖2所示為我們求得的梁中心節點的位移隨溫度的變化曲線。可知，隨著溫度的增加，中間節點的位移先緩慢增加，繼而快速增加，最后緩慢增加。相應位移的變化效果圖如下圖所示。
展開 基于WB管道應力疲勞分析及對比
南京安世亞太公司
管道從安裝調試至投入使用期間，長期受到管道內部液體的循環作用力，會造成連接管道的螺栓發生疲勞破壞，造成管道漏液的危險情況 。管道在輸送液體時，連接管道的螺栓承受脈動循環載荷，主要受到了疲勞作用。通過實驗的方法很難準確檢測結構疲勞，因此工程上常用有限元計算來預估結構疲勞。有限元計算耗時少、效率高、節約成本，并且可以準確找到結構在受到循環載荷作用時的最薄弱位置。
管道應力工程（Pipe Stress Engineering）-中英文對照教程（上）
管道應力工程(上)
(第1-7章) ￥51
《Pipe Stress Engineering》（管道應力工程），作者：Liang-Chuan (L.C.) Peng 彭良川（音）
這本書是管道應力分析最經典的書，也是國內能找到的為數不多的管道應力分析教程。
這本書的作者即使管道應力分析軟件的編寫者，又是工程公司的創建者，在管道應力分析方面的理論水平和實踐經驗無人能及。
本人也是在學習管道應力分析的過程中找到了這本書的英文版，邊學習邊翻譯，目前完成了一半，發出來供大家學習。
學習 CAESAR II：完整的管道應力分析課程 ￥8
<p>MP4 |視頻：h264、1280×720 |音頻：AAC，44.1 KHz，2</p><p>通道 類型：在線學習 |語言：英語 + srt |持續時間： 35 講座 （4h 40m） |大小： 2.72 GB</p><p>了解您需要了解的有關使用 CAESAR II 軟件進行管道應力分析的所有信息，從初學者到專家 – 2022</p><p><strong>您將學</strong></p><p>到什么 管道應力分析</p><p>的基礎知識 根據 ASME 規范</p><p>，管道系統上的載荷類型、應力和載荷組合 ASME 規范對管道應力分析</p><p>的要求 管道支撐的類型[剛性支撐、可變支撐、吊架...等等] 如何使用 CAESAR II 軟件創建任何管道 3D 模型</p><p>如何添加和定義不同的管道配件，例如彎頭、三通、法蘭、閥門、膨脹波紋管......等</p><p>如何在CAESAR II軟件</p><p>中模擬泵和容器噴嘴 如何解釋應力分析輸出并優化支撐設計</p><p>如何將系統應力和變形與代碼允許的限制進行比較</p><p><strong>要求</strong></p><p>無需經驗，您將學習您需要知道的一切</p><p><strong>描述</strong></p><p>本課程非常適合任何有興趣開始管道應力分析職業生涯但被許多雜亂無章的信息所淹沒并且不知道從哪里開始的工程師。</p><p>本課程旨在指導您從零開始完成管道應力分析過程，直到能夠理解管道等距圖紙，創建完整的3D分析模型，選擇支撐類型和位置，檢查代碼要求并完成設計圖紙/報告。
展開 管道的穩定性應力分析及解決方案
垂直立柱受壓，他的主要問題就是承受壓應力的穩定性問題，他的截面和長度（長細比）和他中間的導向架決定了他的抗壓能力；但橫梁和斜撐，以及所有節點不是受拉，就是受彎或受剪力和扭矩，都是強度問題。
針對管道，我們如何區別強度問題和穩定性問題？
1、破壞形式不同。強度破壞是承壓問題，承重跨度問題，溫度導致熱脹管道柔性問題。這些問題主要導致管道垮塌，爆裂和疲勞壽命縮短產生裂紋破壞等。
管道穩定破壞是結構問題，是管道形狀維持不住，整體失穩導致管道左右擺龍，干擾附近管道和擋土墻；局部失穩一旦發生，就會進入塑性大變形，這時管道已經從失穩進入破壞形狀后的塑性變形，導致通流通道縮小，管道產生應力從壓應力變成彎拉和壓應力，嚴重會導致管道斷裂，否則應力水平高會誘發應力腐蝕，加速管道腐蝕減薄作用。
2、分析方法不同：管道強度問題，都是按應力分類法，進行載荷分類，獲得規范應力，依據強度原則進行比較控制應力水平。主要是控制承壓壁厚，一次應力（壓力+重量載荷引發），二次應力（溫度引發變形導致），以及偶然應力控制（偶然載荷引發）。穩定性都是全載荷（重量+壓力+溫度）共同作用，長直管道主要是軸力和導向約束，埋深；折角位置，主要是軸應力+彎應力（一側拉，一側壓）；局部失穩，主要是檢查軸力，埋深和徑厚比的關系。
3、判斷原則不同：強度問題都是進基于許用應力控制，承壓和承重都是用一倍許用應力來控制；溫度產生彎矩作用在彎頭和三通處，產生疲勞破壞，通過安定性原則或疲勞曲線來控制許用應力。而穩定性是通過臨界許用壓應力來控制的。臨界許用壓應力大小是管道幾何結構和臨近約束條件決定的。
展開 
Intergraph CAESAR II 2018管道應力分析
管道應力分析軟件）
CAESAR.II.2017.v9.0.SPLM2012.Win32_64-ISO 1DVD
CAESAR.II.2016 v8.00.00.5600 build 150930.WinALL-ISO 1DVD
CAESAR II 2016 IR HF Pack Hotfix3 Only 1CD
CAESAR Ⅱ 2011 v5.30.2 WinXP_7-ISO 1DVD
CAESAR Ⅱ 2011 v5.30.1-ISO 1DVD(最新完全破解版。管道應力分析軟件）
CAESAR Ⅱ 5.20-ISO 1DVD(完全破解版。管道應力分析軟件）
CAESAR Ⅱ 2013 R1 培訓教程 1CD
CAESAR Ⅱ 簡體中文資料（用戶指南1-9章）
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保質量！！！
展開 ANSYS壓力容器應力分析報告
設計工況（2.97MPa）下的評定線性化路徑見圖7~9，線性化結果見附錄1~8，具體評定如下表7 所示：
表7 應力強度評定表
4.3 疲勞分析校核
最高壓力工況（2.97MPa）與最低壓力工況（0.25MPa）下設備的最大應力強度均出現在接管與封頭相貫區的內壁，分別為S1=395MPa，S2=33.7MPa。
則， Salt=(395-33.7)/2=180.65MPa
查JB4732 附錄C 的圖C-1，得 許用循環次數[n]=2×104實際工況要求循環1 次/10 小時，因此，實際循環次數n=0.1×24×360×15=1.296×104<[n]=2×104
所以，疲勞校核通過。
五. 分析結論
經上述有限元數值模擬計算，并按JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設計標準》（2005確認版）的有關規定進行應力評定及疲勞分析校核，結論：在設計工況和操作工況下，設備滿足應力強度和疲勞強度要求。
展開 JMAG Designer 17.1 Win/Linux 64位 機電電磁分析軟件
1CD（功能強大的輸水管道分析、優化和設計軟件）
63、GGU.Axpile v3.01 Bilingual 1CD (管道設計的分析軟件，檢測管道與地形的配合度 )
64、CADRE.Flow.v1.1.1007.0（流體力學分析與管道CAD輔助設計的工具）
65、CAESARII 5.3 (2011) 管道分析軟件管道應力分析最新版本軟件
CAESARII 5.3 (2011) 管道分析軟件管道應力分析最新版本軟件 Coade已經被Intergraph收購，2011年推出的Ceaser 5.3 被稱為Ceaser 2011 由美國COADE公司研發的壓力管道應力分析專業軟件.
展開 壓力容器接管許用載載和 WRC及有限元局部應力計算方法
Nozzle FEM軟件是START新一代智能化管道應力分析模塊中得一個軟件模塊。 如果您正在尋找一款也可以既能計算管口柔性，也能計算三通，假管彎頭之托，設備管口局部應力軟件，解決設備接口安全問題，請立即請求咨詢，了解我們的 FEA 功能如何幫助您加快安全且合規的壓力容器和管道應力分析設計。
