TIG焊接温度场的有限元分析

本文建立了运动电弧作用下三维焊接温度场的计算机数值分析模型，分析中引入了热焓的概念和表面双椭圆分布热源模型，研制了相应的程序，具有较高的计算精度。用该模型对ＴＩＧ焊接温度场进行了分析计算，得出了ＴＩＧ焊接熔池的形状、尺寸和热影响区的温度分布。计算结果与实验结果吻合较好。     

DN1 200 mm钢管螺旋焊缝焊接温度场及应力场有限元分析

为了研究X80管线钢在焊接过程中温度场及应力场的分布情况,以DN 1 200 mm X80螺旋焊管为研究对象,采用有限元分析软件Abaqus分别沿着管道的内螺旋线和外螺旋线进行焊接模拟。结果表明,焊接过程中热源中心最高温度可达1 650 ℃。在焊接内圈时,温度场对称分布;而在焊接外圈时,温度场分布不对称。在焊接完内圈的瞬间,接头最高温度约1 200 ℃,管道内侧的应力峰值为850 MPa。在焊接完外圈的瞬间,接头最高温度为1 300 ℃左右,管道内侧的应力峰值约为620 MPa。管道内侧焊接完成后,在对管道外侧焊接过程中,外侧焊缝处产生的应力场不仅使峰值应力降低,还使应力分布变得更加均匀。试验表明,通过分析内外螺旋焊缝的温度场和应力场分布以及形变情况,对于在焊接过程中内焊裂纹的预防有重要意义。     

废热锅炉温度场与应力场的有限元分析

废热锅炉换热管分布的不对称性, 使得管板和筒体等部件的温度场与应力场分析十分困难。为此, 运用有限元法对稳态温度场作了计算, 求得管板、筒体等部件的平均温度、内外壁温差, 并将这些参数作为应力场分析的热载荷; 将废热锅炉离散为由板壳元和杆单元组成的空间结构, 对自重、压力、温度组合的４ 种工况进行计算, 得到管板、筒体等部件的应力场分布规律。根据最大当量应力值对各部件做了强度校核, 为废热锅炉各部件的合理设计和安全评定提供了可靠的理论依据。     

连续油管环焊温度场及残余应力场数值分析

采用有限单元法,初步模拟了连续油管环焊温度场及残余应力场的分布情况。结果表明,在焊接过程中,焊缝附近温度梯度很大,在远离焊缝的地方温度梯度渐渐趋于平缓;随着焊接热源的移动,温度中心也随之移动,最高温度可达母材的熔点;在每一道焊接结束后,温度迅速下降,越接近层间温度,降温所用的时间也越长。焊后残余应力主要分布在焊缝附近,管体其他部位应力很小,只有几十兆帕;最大残余应力在焊缝壁厚的中心位置,其值为592 MPa,应力值较大,建议采用相关热处理技术来消除焊缝处的残余应力。     

焦炭塔温度场及热应力场的有限元计算

应用Ansys有限元分析软件,以焦炭塔原始数据为边界条件建立有限元模型,分析了焦炭塔塔壁各主要操作阶段的温度场和热应力场,结果表明:①各阶段存在一定温差,在蒸汽试压及油气预热时其最大温差点出现在上封头接管和封头的相贯线上很小的局部范围内,其它部位最大温差不超过105℃。②以升温过程和降温过程中的最大壁温差2种工况计算的应变变化最大值点位于焊缝下熔合线上,在一个循环周期中沿塔高度方向的最大总应变为1 857×10-6,最小总应变为-983×10-6。     

列管式反应器管板与反应管焊接残余应力场有限元模拟

运用大型有限元软件ANSYS对反应器管板与反应管焊接接头残余应力进行了模拟.有限元模型中选用了三维实体单元,考虑了材料的热物理性能随温度而变化的情况.运用内生热的加载方法模拟焊接热源,运用生死单元技术模拟两道焊焊接过程.获得了反应器管板与反应管焊接接头温度场和残余应力-应变场,并对计算结果进行了分析.     

热壁加氢反应器简体环向热应力有限元分析

通过有限元软件ANSYS，分别计算了启动和稳态操作情况下，加氢反应器简体的温度分布和应力分布。结果表明，加氢反应器简体堆焊层会随着温度上升产生应力集中，同时堆焊层对简体基层应力分布也会产生一定影响。     

管板厚度对挠性薄管板温度场及应力场影响的有限元分析

针对某余热锅炉的挠性薄管板,分别建立不同管板厚度的有限元模型进行温度场分析和应力分析。温度场分析结果表明,管板厚度变化主要影响管板布管区的温度分布。随着管板厚度的增加,管板布管区在管程侧表面的金属壁温将持续升高,管板布管区两侧的金属壁温差也将不断增大,从而引起管板布管区的金属表面可能出现超温现象。此外,Ps工况和Ps+ΔT工况下的应力分析结果表明：管板厚度的增加主要影响管板非布管区内的弯曲应力值,对管板其他部位(包括管板周边圆弧过渡段处)的应力水平影响则较小;Ps工况下,管板厚度的增加使管板非布管区内的弯曲应力显著降低;而Ps+ΔT工况下,管板厚度的增加则将使管板非布管区内的一次加二次应力明显减小,但其影响程度随着管板厚度的增加而不断减弱。     

基于ANSYS的全焊接球阀焊接过程的温度场分析

焊接部件温度场分布对全焊接球阀质量的提高有直接影响。利用ANSYS软件建立全焊接球阀温度分布模型,并对其焊接过程中的温度场进行了模拟计算,分析焊接过程中全焊接球阀内部温度分布及变化情况。研究结果表明,温度场的模拟与实际测量结果较吻合,可为下一步研究焊接应力场奠定基础,对全焊接球阀焊接工艺和生产工艺具有重要的指导意义。     

古构造应力场有限元数值模拟的应用及展望

古构造应力场有限元数值模拟技术已成为古构造应力场研究的一种有效方法,能够实现从动力学机制上定量计算整个含油气盆地古构造应力场的时空变化,对含油气盆地储集层特征描述及油气运聚分析具有重要的理论和实际意义。文中主要介绍了古构造应力场有限元数值模拟技术在含油气盆地研究中的应用现状,并对该技术的发展前景作了进一步展望。     

热壁加氢反应器筒体环向热应力有限元分析

通过有限元软件ANSYS,分别计算了启动和稳态操作情况下,加氢反应器筒体的温度分布和应力分布.结果表明,加氢反应器筒体堆焊层会随着温度上升产生应力集中,同时堆焊层对筒体基层应力分布也会产生一定影响.     

构造应力场有限元数值模拟在裂缝预测中的应用

裂缝系统的形成常常受到构造运动及其作用强度的影响.裂缝的产生同构造应力场分布密切相关,构造应力场的作用效果又依赖于地层的岩石物性特征.本文从裂逢形成的外因--裂缝形成的古构造应力场出发,根据弹性力学理论,利用连续介质有限元数值模拟法和岩石破裂准则,研究某古潜山储层裂缝的方位、密度分布.运用该技术较为成功地预测了研究区内裂逢发育带的宏观平面分布.     

气井井筒温度场及温度应力场的理论解

基于传热学及弹塑性力学相关理论,结合固井水泥环实际密封工况,建立了2套数学模型:任意井型气井井筒温度场模型、套管-水泥环-地层围岩组合体温度场及温度应力场模型,形成了解析求解算法及工程分析软件,研究了温度应力场的影响因素.研究结果表明:产量对井筒温度场影响较大;高压高产气井的浅层固井水泥环温升明显,应提前分析预测其温度...     

局部受热结构温度场的有限元计算及分析

利用ANSYS对加热炉炉墙进行了稳态有限元热分析.通过对缺陷受热部件的有限元数值分析及计算,得到了受热部件内、外壁面的温度及炉墙内部温度的分布情况.通过数值模拟并应用控制变量法分析了裂纹尺寸与对应的炉墙外侧局部壁面的温度场的响应关系.     

惠民凹陷构造应力场与油气运聚模拟分析

采用有限元法对惠民凹陷东营组沉积末期、馆陶组沉积末期和现今构造应力场进行了二维数值模拟，研究了地应力场的分布特征及其对油气运移的控制作用，并预测了油气运聚的优势区域。研究结果表明，在东营组沉积时期，双丰构造、临盘构造、商河构造及营子街构造带是油气运移的主要指向区；在馆陶组沉积末期，商河、玉皇庙、江家店及瓦屋等地区是油气运移的有利指向区；现今构造应力场分析表明，惠民凹陷曲堤地垒应力值最低，说明最有利于油气的聚集。研究结果与构造地质及石油地质分析结论相一致。     

基于ANSYS平台的不同焊接工艺参数对管线钢焊接温度场的模拟研究

针对管线钢焊接,根据材料热物理性能参数、相变潜热与温度的非线性关系,建立了焊接过程的数学模型和物理模型.利用ANSYS软件的APDL语言编写程序,实现了在移动热源载荷下的焊接有限元计算,分析对比了不同焊接工艺参数对焊接温度场的影响程度.     

机械式双金属复合管焊接过程数值模拟

针对目前国内外双金属复合管焊缝失效较多的情况,通过有限元分析软件ANSYS,运用其热源加载、移动及生死单元技术实现了焊接过程的模拟,从而探索焊接残余应力对焊缝失效的影响。运用间接法,先模拟出焊接时焊缝的温度场,再将温度场加载至单元计算应力场,得出焊缝的应力分布曲线。分析发现,焊缝区最大应力为拉应力,最大应力值虽未超过材料的屈服极限,不是焊缝失效的直接原因,但对焊缝腐蚀有诱导作用。通过有限元技术对复合管对接焊时的应力分布进行了数值仿真分析。其结果对对接焊接的工艺设计有一定的理论指导作用。     

双稳态膨胀筛管有限元模拟研究

为了进一步推进双稳态膨胀筛管的应用,开展了对双稳态膨胀筛管的有限元模拟研究。利用ANSYS软件建立了双稳态膨胀筛管的有限元模型,对其膨胀过程进行了有限元分析,并对双稳态膨胀筛管的膨胀力、膨胀率,及膨胀后的等效应力、轴向位移变化等问题做了分析探讨,验证了双稳态膨胀筛管具有膨胀载荷小,膨胀过程中保持恒定的轴向长度等优点。进一步肯定了双稳态膨胀筛管在实际生产中应用的可行性与有效性。     

预测裂隙发育带的构造应力场数值模拟技术

地壳岩体的变形和裂缝系统的形成常常受到构造运动及其作用强度的影响 ,裂隙的产生同构造应力场分布密切相关 ,构造应力场的作用效果又依赖于地层的岩石物性特征。本文针对特定的地震层位使用连续介质线弹性有限元模型 ,计算了研究区内主应力和剪切应力的分布。基于这种理论的计算结果既同该地层的地震数据分析相关也与其岩石物性特征紧密联系 ,我们运用该技术较为成功地预测了研究区内裂隙发育带的宏观平面分布。因此 ,该技术在油气藏资源评价领域的应用具有良好的前景。     

埋地热油管道周围温度场数值模拟

埋地热油管道周围的温度场是热油管道运行的重要参数之一，本文建立了埋地热油管道周围土壤温度场的物理模型，并用ANSYS软件对管道周围的温度场进行数值模拟。通过和实验结果对比表明该方法能准确的计算管道周围温度场的分布，同时也能求解出管道周围中任意点在整个运行周期中的温度变化情况。