温度应力作用下直埋供热管道非线性屈曲分析

直埋供热管道在温度应力作用下的屈曲变形是管道设计的一个重要问题。应用有限元软件ANSYS,建立三维管土相互作用的有限元模型,模拟出温度应力作用下管道非线性屈曲变形过程。对不同的管道埋深、管径、管土摩擦系数以及初始缺陷等影响因素进行参数化分析,得出了不同因素影响下管道的临界屈曲温差和屈曲变形规律。结论表明在初始缺陷小,埋深大,管径大等情况下直埋供热管道具有较强的整体稳定性。     

温度和基坑开挖耦合作用下埋地管道变形规律研究

为研究温度和基坑开挖耦合作用下埋地管道的变形规律,建立管道-地层-基坑支护模型,采用有限元分析软件ABAQUS进行非线性求解。通过改变基坑不同开挖步骤地层的温度实现温度与基坑开挖耦合,分别模拟了不同管径、壁厚、埋深条件下埋地管道的变形情况,得出了不同影响因素下埋地管道垂直沉降位移和水平位移变化规律。分析结果表明:在温度和基坑开挖耦合作用下,埋地管道的水平位移大于垂直沉降位移,而且位移最大处发生在基坑的中部;管径越大,埋地管道的垂直沉降位移和水平位移越小;管壁越厚,埋地管道的垂直沉降位移和水平位移越小;埋深越大,埋地管道的垂直沉降位移越小,水平位移越大。     

某高温高压供热管道事故分析

本文针对某直埋高温管道破裂,对导致管道失效的各种应力破坏形式进行了分析,提出直埋管道在设计计算时要充分考虑管道刚度以及内压、温度、局部屈曲对壁厚的影响,同时要注意直埋管道环境变化对管道的影响,从而提出一种针对性的补救措施。     

刚性外筒内不同厚度圆柱形内筒的弹性屈曲分析

塑性管道内管被广泛应用于修复损坏的刚性管道。在之前的分析中,一般简化地认为内管是等厚度的。然而,在正常使用中,由于腐蚀性液体或气体的腐蚀,会造成内管厚度不均。论述了在外部流体压力作用下不同厚度圆柱体形管道内管的弹性屈曲的分析结果。根据最小势能理论得出了分析结果,并与有限元数值分析结果进行了对比。结果显示,有限元的分析结果与最小势能理论分析结果较好地吻合。分别对最小势能理论分析结果和有限元分析结果进行了讨论,并与其他理论得出的结果进行了对比。当内管厚度是常数时,本分析结果就简化为Glock的经典结论。     

埋地石油管道的雷电浪涌防护

为了有效地对埋地石油管道进行雷电防护,必须合理分析雷电对埋地石油管道的危害。介绍了雷电对埋地石油管道的危害方式及主要表现。考虑埋地金属管道阻抗、绝缘层阻抗和腐蚀防护设备电缆阻抗,在ATP-EMTP中建立埋地石油管道雷击模型。分析管道埋设深度、绝缘层材料和管道壁厚对管道上产生的雷电过电压影响。仿真结果表明:绝缘层绝缘性能越好,管道过电压也越高;埋设深度增加,过电压减小;管道壁厚对过电压影响较小。安装避雷器可以有效保护阴极保护设备。     

循环荷载作用下格栅防护柔性埋地管道的性能分析

交通循环荷载下埋地管道性能与防护是当前研究的重点问题,首先针对格栅加筋柔性管道开展试验研究,分析管道埋深H为3D(D为管道外径)时循环荷载水平和频率、首层格栅埋深、长度、层间距和筋材层数对管道力学与变形性能的影响,试验结果表明:首层格栅最佳埋深u为0.4B(B为加载板宽度),最佳层间距ug为0.5B,最佳铺设长度L为5D;增加格栅层数能显著增强土体,从而有效减少管道变形和加载板沉降;提高荷载水平或降低荷载频率使管道变形、加载板沉降和格栅应变整体显著增加;格栅应变随其与加载板中心的距离增加而减小,格栅中心点应变随循环次数增加呈现先增加后减少的趋势。进而,基于有限元数值模拟分析管道埋深H、加载板宽度B和管径D对管道力学性能的影响,数值结果表明增加管道埋深或减小加载板宽度,管道径向变形减小;同等荷载作用下,减小管径时管道径向变形增大,筋材加筋效果减弱,适当增加管道直径,有利于筋材加筋作用的充分发挥,从而减小管道径向变形。     

基于有限元软件的直埋供热管道热-应力耦合数值模拟研究

为得到直埋供热管道在热-应力耦合作用下受到应力影响的结果,设计基于有限元软件的直埋供热管道热-应力耦合数值模拟.计算直埋供热管道内压应力,结合材料力学计算不同的管壁压力,从而得到管壁厚度;建立管道内部热力变化模型,计算管壁在两端不被束缚时的伸长量以及缩短量;模拟管道热-应力耦合数值变化,基于有限元软件划分网格结构,设计...     

截面温度不均匀受约束钢柱抗火性能试验研究与有限元分析

截面温度不均匀钢柱火灾下将发生热弯曲及扭转屈曲破坏,同时对热变形的约束导致钢柱内在升温阶段产生附加压力,在降温阶段出现附加拉力。分别考虑3种约束刚度比和3种截面温度分布形式,进行了9根受约束钢柱的抗火试验,量测了受约束钢柱达到最大轴力时的温度（屈曲温度）、轴力恢复至初始荷载对应的温度（临界温度）及破坏温度,研究其在火灾升温和降温阶段的受力性能、破坏特征。试验结果表明,截面温度不均匀导致钢柱在绕截面对称轴弯曲时同时发生扭转;约束刚度比越大,钢柱的屈曲温度越低,破坏温度与屈曲温度之差越大;截面温差越大,钢柱屈曲温度和破坏温度越高。同时对试验钢柱进行了有限元分析,分析结果与试验结果基本一致,验证了所建立的有限元分析模型的正确性。     

大直径埋地钢管管顶土压力及其设计模型研究

以往埋地钢管的管顶土压力研究结果多基于小直径管道,对大直径管道并不完全适用.建立了埋地钢管有限元计算模型,分析了不同管径、径厚比和埋深下的管顶土压力,并与传统设计模型进行比较,探讨了相关参数对土压力的影响.提出了一种新型的土压力设计模型——盆式模型,采用"直线+抛物线"形式描述土压力分布,根据管径和埋深情况采用"Mar...     

大管径无补偿冷安装直埋供热管道壁厚计算与选取

依据(CJJ/T81-2013)《城镇供热直埋热水管道技术规程》中内压作用的最小壁厚计算公式、局部屈曲验算公式、径向稳定性验算公式对大管径直埋供热管道壁厚进行了计算。通过深入的分析和研究,提出了忽略内压产生的轴向泊松拉应力对管道局部屈曲的影响,并且对现行规程中验算管道壁厚的局部屈曲公式进行了优化。