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《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。

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(duì)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

</p><p>第四部分 ：-</p><p>在本節(jié)中，您將學(xué)習(xí)地下管道應(yīng)力分析，包括以下內(nèi)容</p><p>– 管道和管道有什么區(qū)別？</p><p>– 為什么我們必須對(duì)地下管道進(jìn)行管道應(yīng)力分析？</p><p>– 我們什么時(shí)候必須這樣做？

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 。

圖4 數(shù)據(jù)后處理與可視化實(shí)際案例1—基礎(chǔ)管道應(yīng)力分析 （1）常規(guī)管道應(yīng)力分析（2）剛性件應(yīng)力分析（3）異徑管應(yīng)力分析（4）彎頭應(yīng)力分析實(shí)際案例2—組合管道應(yīng)力分析 （1）多種管道元件組合應(yīng)力分析 （2）可變彈簧自動(dòng)選型

管道穩(wěn)定破壞是結(jié)構(gòu)問題，是管道形狀維持不住，整體失穩(wěn)導(dǎo)致管道左右擺龍，干擾附近管道和擋土墻；局部失穩(wěn)一旦發(fā)生，就會(huì)進(jìn)入塑性大變形，這時(shí)管道已經(jīng)從失穩(wěn)進(jìn)入破壞形狀后的塑性變形，導(dǎo)致通流通道縮小，管道產(chǎn)生應(yīng)力從壓應(yīng)力變成彎拉和壓應(yīng)力，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致管道斷裂，否則應(yīng)力水平高會(huì)誘發(fā)應(yīng)力腐蝕，加速管道腐蝕減薄作用。

焊接過程是一個(gè)高度非線性的理化反應(yīng)過程，焊接熔池和溫度場(chǎng)的分布描述復(fù)雜，在ANSYS數(shù)值模擬中，通常將熱源簡化為具有一定分布規(guī)律的熱流密度函數(shù)來用于計(jì)算。 在管道焊接中，采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊的焊接工藝。在ANSYS溫度分析過程中采用高斯面熱源模型。其在焊接厚度方向上不考慮熱量梯度，適用于焊接熔深較小的表面堆焊焊接熱量和電弧熱在工件表面上的熱量分布情況。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)三通管道的三維模型處理2、學(xué)習(xí)三通管道流固熱耦合分析步的建立3、學(xué)習(xí)三通管道流固熱耦合分析的載荷施加4、學(xué)習(xí)三通管道流固熱耦合載荷的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

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管道設(shè)計(jì)和工程在各個(gè)行業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，確保流體的安全高效運(yùn)輸。 為了保持高標(biāo)準(zhǔn)的安全性和可靠性，行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)會(huì)定期更新，以反映最新進(jìn)展并應(yīng)對(duì)新出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。 在這篇博文中，我們的專家總結(jié)了 2020 年和 2022 年ASME B31.1管道規(guī)范更新，這些更新影響管道工程師和應(yīng)力分析師及其確定多向應(yīng)力分量合成當(dāng)量應(yīng)力方程的過程。

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(guān)所有分析文件。 ?

ASME B 31J 是 ASME 最近這些年，對(duì) SIF 和 k 系數(shù)測(cè)試項(xiàng)目，并進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)和數(shù)值仿真驗(yàn)證研究的成果，旨在為金屬管道部件提供不同規(guī)范一個(gè)一致且最新的 SIF 和 k 系數(shù)表。ASME B 31J 提供了一種標(biāo)準(zhǔn)方法，針對(duì)各種類型的管道元件和三通接頭（包括標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)和專有配件）的 SIF、k 系數(shù)和持續(xù)應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)（SSI）。

結(jié)果后處理問題示例：Ansys workbench進(jìn)可以查看某個(gè)頻率下的 Von Mises應(yīng)力幅值Ansys workbench進(jìn)掃頻應(yīng)力響應(yīng)曲線中，應(yīng)力選項(xiàng)卻沒有Von Mises應(yīng)力選型，只能按三個(gè)方向來分別查看。解決方案案例： 先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)計(jì)算。

后處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)力中x、y、z方向應(yīng)力和第一、二、三主應(yīng)力就不介紹了，stress intensity（應(yīng)力強(qiáng)度）是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力，其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。Von Mises是一種屈服準(zhǔn)則，屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中"Von Mises Stress"我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力，它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論（形狀改變比能理論）。

ANSYS 中表達(dá)式：等效應(yīng)力 σ? = σ? - σ?（σ?為最大主應(yīng)力，σ?為最小主應(yīng)力，取兩者差值）適用場(chǎng)景：塑性材料（如鋼、鋁）的屈服判斷，計(jì)算簡單，偏于安全，工程中廣泛應(yīng)用ANSYS 中表達(dá)式1：(s1-s3)/2ANSYS 中表達(dá)式2：sintANSYS 中表達(dá)式3：默認(rèn)的intensity4.

后處理節(jié)點(diǎn)應(yīng)力中x、y、z方向應(yīng)力和第一、二、三主應(yīng)力就不介紹了，stress intensity（應(yīng)力強(qiáng)度）是由第三強(qiáng)度理論得到的當(dāng)量應(yīng)力，其值為第一主應(yīng)力減去第三主應(yīng)力。Von Mises是一種屈服準(zhǔn)則，屈服準(zhǔn)則的值我們通常叫等效應(yīng)力。Ansys后處理中"Von Mises Stress"我們習(xí)慣稱Mises等效應(yīng)力，它遵循材料力學(xué)第四強(qiáng)度理論（形狀改變比能理論）。

文獻(xiàn)［3］分析了IGBT 功率模塊的熱應(yīng)力分布，并討論了焊料厚度、空洞率對(duì)模塊傳熱性能的影響。文獻(xiàn)［4］基于ANSYS二次開發(fā)技術(shù)對(duì)汽車功率模塊在熱循環(huán)條件下的失效問題進(jìn)行了模擬分析。文獻(xiàn)［5］采用ANSYS分析了IGBT模塊的封裝熱應(yīng)力，并討論了熱應(yīng)力與分層率之間的關(guān)系。以上工作只考慮了多層堆疊結(jié)構(gòu)的層厚對(duì)模塊熱應(yīng)力的影響，尚未涉及各層的選材和焊接順序。

例如，呂晶等[5]利用鐵磁材料能量平衡理論,對(duì)應(yīng)力作用下的材料弱磁效應(yīng)進(jìn)行了分析，計(jì)算了拉應(yīng)力作用下體系的磁效應(yīng)特征。徐鴻飛等[6]利用ANSYS有限元軟件研究了腐蝕管道在內(nèi)壓及地磁場(chǎng)作用下空間磁信號(hào)的分布規(guī)律，分析了不同提離高度對(duì)于管道缺陷磁信號(hào)的影響，以及不同缺陷深度下的磁信號(hào)分布。