《Pipe Stress Engineering》(管道應(yīng)力工程),作者:Liang-Chuan (L.C.) Peng 彭良川(音)
這本書是管道應(yīng)力分析最經(jīng)典的書,也是國內(nèi)能找到的為數(shù)不多的管道應(yīng)力分析教程。
這本書的作者即使管道應(yīng)力分析軟件的編寫者,又是工程公司的創(chuàng)建者,在管道應(yīng)力分析方面的理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)無人能及。
本人也是在學(xué)習(xí)管道應(yīng)力分析的過程中找到了這本書的英文版,邊學(xué)習(xí)邊翻譯,目前完成了一半,發(fā)出來供大家學(xué)習(xí)。
B31.3 附錄 W 規(guī)則引用了更復(fù)雜的 ASME 第 VIII 部分,Div 2 焊接疲勞曲線(因?yàn)?B31 參考方程是環(huán)向?qū)雍缚p),但產(chǎn)生的斜率和平均曲線與 “Markl 疲勞方法和 ASME 管道應(yīng)力強(qiáng)化因子的實(shí)驗(yàn)評估”以及上面的公式 3。
準(zhǔn)確確定高循環(huán)管道系統(tǒng)中的許用應(yīng)力
斜率從 5 更改為 3,正確降低了許用應(yīng)力,并消除了循環(huán)次數(shù)超過 40,000 次的循環(huán)管道系統(tǒng)的不保守性質(zhì)。
應(yīng)力范圍系數(shù)的更改基于“Markl 疲勞方法和 ASME 管道應(yīng)力強(qiáng)化系數(shù)的實(shí)驗(yàn)評估”論文,該論文通過 Paulin 研究小組實(shí)驗(yàn)室使用懸臂梁和非加固預(yù)制三通進(jìn)行的大量疲勞測試進(jìn)行了驗(yàn)證。 目的是確定更廣泛的循環(huán)范圍以建立更好的曲線擬合。 結(jié)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(fā)現(xiàn)中做出預(yù)測的。
圖 2: 環(huán)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(yīng)力范圍曲線擬合應(yīng)為 Sf = 2330N-0.335,以獲得最準(zhǔn)確的許用應(yīng)力預(yù)測。 這些更新的斜率進(jìn)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(shù)其他焊接疲勞曲線。
START管道應(yīng)力分析軟件和Nozzle FEM局部應(yīng)力軟件和 B31 一致
START 管道應(yīng)力分析軟件和Nozzle FEM局部應(yīng)力分析軟件解決方案實(shí)施了 2022 年 B31.3 版本規(guī)范中現(xiàn)已發(fā)布的斜率更改,用戶可以在 ASME B31.3 和 ASME B31.1 的各種管道規(guī)范版本之間切換 。
展開 圖23 流場溫度導(dǎo)入
圖24 穩(wěn)態(tài)熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果
七、變形及熱應(yīng)力分析
雙擊C5 進(jìn)入靜態(tài)結(jié)構(gòu)計(jì)算模塊右鍵單擊Imported Load 打開右鍵菜單后單擊ImportedLoad 導(dǎo)入固體域的溫度。右鍵單擊Static Structural—Insert—Fixed Support 給三個(gè)入口端面施加固定約束。完成邊界條件的加載。右鍵單擊Solution 插入總變形和應(yīng)力。單擊solve 進(jìn)行求解。
圖25 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)計(jì)算中導(dǎo)入溫度
圖26 溫度對管道造成的應(yīng)力
圖27 溫度導(dǎo)致管道的變形
來源:百度文庫
展開 (3) 管道的應(yīng)力云圖
①選擇管道面:Utility Menu> Select> Entities→從上往下依次選擇Areas, By Location, X coordinates, 輸入D1/2, D2/2, From Full→ Apply→ Plot→ OK。
②選擇管道的單元:Utility Menu>Select>Everything Below>Selected Areas。面之下包括了面、線、關(guān)鍵點(diǎn),還有面的單元和節(jié)點(diǎn)。
③應(yīng)力云圖:Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot>Nodal Solu
A.云圖顯示徑向、軸向、環(huán)向應(yīng)力:
→ X-Component of stress→Apply。徑向應(yīng)力,云圖中的符號為SX。
→ Y-Component of stress→Apply。軸向應(yīng)力,云圖中的符號為SY。
→ Z-Component of stress→Apply。周向應(yīng)力,云圖中的符號為SZ。
B.云圖顯示第三強(qiáng)度相當(dāng)應(yīng)力:→ Stress intensity→ Apply。云圖中的符號為SINT。
C.云圖顯示第四強(qiáng)度相當(dāng)應(yīng)力:→ von Mise stress→ OK。云圖中的符號為SEQV。
三、ADPL步驟
Len1=0.5 !參數(shù)化管道長度
D1=0.28 !參數(shù)化管道內(nèi)直徑
D2=0.30 !參數(shù)化管道外直徑
D3=0.40 !參數(shù)化保溫層外直徑
/PREP7 !進(jìn)入前處理器
ET,1,PLANE77 !
展開 (3) 管道的應(yīng)力云圖
①選擇管道面:Utility Menu> Select> Entities→從上往下依次選擇Areas, By Location, X coordinates, 輸入D1/2, D2/2, From Full→ Apply→ Plot→ OK。
②選擇管道的單元:Utility Menu>Select>Everything Below>Selected Areas。面之下包括了面、線、關(guān)鍵點(diǎn),還有面的單元和節(jié)點(diǎn)。
③應(yīng)力云圖:Main Menu> General Postproc> Plot Results> Contour Plot>Nodal Solu
A.云圖顯示徑向、軸向、環(huán)向應(yīng)力:
→ X-Component of stress→Apply。徑向應(yīng)力,云圖中的符號為SX。
→ Y-Component of stress→Apply。軸向應(yīng)力,云圖中的符號為SY。
→ Z-Component of stress→Apply。周向應(yīng)力,云圖中的符號為SZ。
B.云圖顯示第三強(qiáng)度相當(dāng)應(yīng)力:→ Stress intensity→ Apply。云圖中的符號為SINT。
C.云圖顯示第四強(qiáng)度相當(dāng)應(yīng)力:→ von Mise stress→ OK。云圖中的符號為SEQV。
三、ADPL步驟
Len1=0.5 !參數(shù)化管道長度
D1=0.28 !參數(shù)化管道內(nèi)直徑
D2=0.30 !參數(shù)化管道外直徑
D3=0.40 !參數(shù)化保溫層外直徑
/PREP7 !進(jìn)入前處理器
ET,1,PLANE77 !平面熱單元
KEYOPT,1,3,1 !軸對稱
MP,KXX,1,70 !導(dǎo)熱系數(shù)1
MP,KXX,2,0.02 !導(dǎo)熱系數(shù)2
RECTANG,D1/2,D2/2,0,Len1 !
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