基于多物理场的管道强度与模态分析(一) 充液异径管的流固耦合分析

正一、引言异径管又称大小头,主要用于连接两种不同的管径。根据结构不同,异径管又分为同心异径管和偏心异径管。在工业生产中,异径管的工况非常恶劣,常发生失效事故。本文以同心异径管为例,应用ADINA软件对充液异径管进行流固耦合分析,研究了不同流体速度下管道的力学性能。二、有限元模型本文中同心异径管的几何模型如图1所示,在异径管的两端分别加上一节直管段,以减小应力集中的影响。以φ89mm/φ45mm×89mm×5mm(大端外径d1/小端外径d2×长度l×壁厚h)为例,直管段长度l1、l2均为100mm。由于结构的对称性,取1/2模型进行研究。管道材料的弹性模量为206GPa,泊松比为0.3,密度为7 800kg/m3。