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通過此分析，可以深入理解彎管的橢圓化變形、幾何非線性效應(yīng)、內(nèi)部壓力的影響以及彎管與直管段之間的相互作用。它是一個薄壁彎頭，彎頭系數(shù)，半徑比 R/r = 3.07建模詳細步驟步驟 1：模型規(guī)劃與假設(shè)分析類型： 靜態(tài)、通用分析步（Static），考慮幾何非線性（NLGEOM）。

載荷：彎管的一端施加100 KW/m2的熱載荷，環(huán)境溫度是25℃，材料屬性默認不會隨時溫度和時間而變化。熱對流默認覆蓋結(jié)構(gòu)的側(cè)表面。約束：結(jié)構(gòu)分析時，選擇彎管的兩側(cè)分別約束其在Y向的位移。三、建模步驟1、打開Hypermesh，選擇OptiStruct模塊，導(dǎo)入模型。

案例中彎管模具以及坯料尺寸皆根據(jù)該論文進行建模，論文中未提及的尺寸信息，筆者根據(jù)自身過往經(jīng)驗自行設(shè)定。 建 模：零部件定義：共五個組件，除坯料外，全部設(shè)置為離散剛體，解析剛體也可，這里以離散剛體為例。材料屬性：剛體不需要設(shè)置材料，坯料材料屬性需要設(shè)置彈性模量，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)以及密度（采用隱式動力學(xué)可不設(shè)置密度參數(shù)）。

如果因為空調(diào)等周邊件布置要求不能使用直管，則可使用彎管，如圖4和圖5所示。橫梁管徑盡量選用標準的尺寸，如35 mm、42 mm、45 mm、50 mm、54 mm、60 mm等，管壁一般為1.5 mm～2.0 mm[9]。管梁焊接時焊縫數(shù)量多、焊縫長度長、焊接變形大，需控制焊縫數(shù)量和長度。

接下來在SPAR項目框架內(nèi)開展建模。基于機械標準的模型，如果在一定的溫度范圍內(nèi)（BTR）的形變大于臨界形變，就會發(fā)生熱斷裂。具體的標準如下：1-BTR的界限是關(guān)于固體成分的函數(shù)；2-臨界應(yīng)變是應(yīng)變率和固體成分的函數(shù)。在建模的同時，鑒別性的機械測試也是不可或缺的。我們在平面試樣上進行試驗，測試的變量：焊接能量和試樣寬度，在裂紋狀態(tài)和無裂紋狀態(tài)變化。

目錄 一、背景知識 1 二、壓力容器直管上開孔補強板的過渡倒角建模 2 三、錐形封帽開孔補強板的過渡倒角建模練習(xí) 8 四、壓力管道斜開孔短管上的焊縫建模

縫焊的熱、應(yīng)力、疲勞是結(jié)構(gòu)分析的關(guān)鍵之一，縫焊建模不當還會影響結(jié)構(gòu)整體連接剛度，從而影響其它部位的分析精度。當然，如果只是想把不同的殼單元/體單元連接起來傳遞載荷，也可以選擇load transfer焊點類型。

Mechanical 近年在處理焊縫建模的功能改進以及在Mechanical UI下調(diào)用nCode DesignLife開展焊縫疲勞分析的方法、流程及案例。

圖1-1 弦桿幾何構(gòu)造及模型案例特點：焊接方式：使用兩道角焊縫連接頂板與腹板。焊接順序：外側(cè)焊縫先進行施焊，內(nèi)側(cè)焊縫后施焊，存在時間差。分析重點：溫度場和應(yīng)力場的演變，焊接順序?qū)附淤|(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能的影響。1.3. 建模與仿真設(shè)置1. 幾何模型幾何模型為鋼桁架梁的弦桿頂板與腹板，焊接區(qū)域位于兩者的接觸處，焊接采用L型角焊縫。

該方法的核心是將節(jié)點力及力矩轉(zhuǎn)換成沿著焊趾的線力及線力矩，繼而分解出焊趾位置表面膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，基于彎曲應(yīng)力比插值焊縫S-N曲線，獲得相應(yīng)的疲勞結(jié)果。2 焊接疲勞分析案例通常焊接結(jié)構(gòu)疲勞分析有兩種有限元建模方式：殼建模和實體建模。其中殼建模網(wǎng)格數(shù)量少，計算規(guī)模小，在工程上得到了大量應(yīng)用。接下來，我們通過一個案例具體了解焊縫疲勞的仿真過程。

本文中對焊縫兩種建模方式和結(jié)果的討論，可以看到幾何突變時的應(yīng)力集中會帶來異常的高應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)果失真。SimSolid 中更合理的焊縫應(yīng)力查看方式是借助專門的焊縫工具，通過焊縫合力計算得出焊縫應(yīng)力。

陳保潔[11]利用有限元軟件對圓管型焊縫進行感應(yīng)加熱模擬，提出了內(nèi)外保溫及變電流的加熱方式滿足熱處理溫差要求。馮曉明[12]以加氫反應(yīng)器彎管為研究對象，研究了采用不同纏繞匝數(shù)及升溫速率等試驗參數(shù)組合下的工藝曲線，為電磁感應(yīng)加熱技術(shù)提供參考。孫國輝等[12]探討了蒸汽發(fā)生器管板堆焊時采用感應(yīng)加熱預(yù)熱和后熱的可行性。

2焊接模擬仿真2.1模型簡化與網(wǎng)格劃分使用UG對支撐臂進行三維建模，需對模型進行必要的簡化，如去掉小孔、倒角等[6]。然后對支撐臂進行有限元網(wǎng)格劃分，考慮到零件較大，因此網(wǎng)格劃分時，對焊縫及熱影響區(qū)的網(wǎng)格進行細化[7]，遠離焊縫區(qū)的母材網(wǎng)格尺寸設(shè)置略粗，網(wǎng)格劃分如圖4所示。圖形網(wǎng)格總數(shù)約為151萬，最小網(wǎng)格精度為2 mm。

該方法的核心是將節(jié)點力及力矩轉(zhuǎn)換成沿著焊趾的線力及線力矩，繼而分解出焊趾位置表面膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，基于彎曲應(yīng)力比插值焊縫S-N曲線，獲得相應(yīng)的疲勞結(jié)果。 焊接疲勞分析案例 通常焊接結(jié)構(gòu)疲勞分析有兩種有限元建模方式：殼建模和實體建模。其中殼建模網(wǎng)格數(shù)量少，計算規(guī)模小，在工程上得到了大量應(yīng)用。 接下來，我們通過一個案例具體了解焊縫疲勞的仿真過程。

熱分析建模要點（Thermal）單元：一階 DC3D8；網(wǎng)格沿焊縫中心、端部與厚度方向加密；邊界：除對稱面外的外表面施加對流+輻射；步長：自動增量（初始 0.02 s，最小 ）；初溫：20 ℃；熱源：Body heat flux, USER（由 DFLUX 提供）。5.

建模思路為完成管道后，抽殼，再添加底座等，此時需要一些細節(jié)調(diào)整，否則殼體內(nèi)部容易產(chǎn)生多余實體。

1.2 數(shù)學(xué)模型 對疏水管道內(nèi)流體進行建模時，考慮到主蒸汽管道入口為過熱蒸汽，出口不考慮截止閥后流體流動時也可近似為過熱蒸汽。由于流速較低，可視為不可壓縮流體。湍流采用雷諾平均控制方程的Favre方法建模[13]。

</p><p>– 管道應(yīng)力分析工作流程</p><p>熟悉管道應(yīng)力分析工作流程后，即可開始學(xué)習(xí)以下部分</p><p>第二部分 ：-</p><p>在本節(jié)中，您將學(xué)習(xí)如何從頭開始創(chuàng)建新模型，以及如何對許多組件進行建模，例如彎管、三通、閥門、膨脹波紋管、泵以及系統(tǒng)中基本上任何類型的配件。