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不銹鋼彎頭局部減薄彎頭的載荷研究

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不銹鋼彎頭局部減薄彎頭的載荷研究

發(fā)布日期:[2019-03-26]     點擊率:
不銹鋼彎頭局部減薄是彎頭常見的缺陷,但國內(nèi)外對此類缺陷的研究主要針對直管,對彎頭局部減薄的研究少有文獻(xiàn)報道。本文通過詳細(xì)的有限元計算和理論分析,研究了在內(nèi)壓和彎矩作用下局部減薄對彎頭承載能力的影響,以及內(nèi)壓作用下多局部減薄的相互干涉效應(yīng)和彎矩作用下直管對彎頭載荷的加強作用,并進(jìn)行了部分實驗驗證,得到了以下研究成果:
“不銹鋼彎頭”
1.用有限元方法對內(nèi)壓作用下局部減薄彎頭的載荷進(jìn)行了系統(tǒng)地分析和計算,得出局部減薄彎頭的壓力與局部 減薄的直管不同,彎頭的壓力不僅取決于局部減薄大小,還與局部減薄位置和彎曲半徑有關(guān),如采用局部減薄直管的計算方法評定彎頭,則會得出不安全或過于保守的結(jié)果;同時減薄寬度對載荷的影響也不可忽略。在有限元分析的基礎(chǔ)上給出了局部減薄彎頭壓力的計算公式,公式計算結(jié)果與有限元計算和實驗結(jié)果都相當(dāng)吻合并偏安全,計算公式可以實際應(yīng)用于局部減薄彎頭的安全評定,補充了該項研究的空白。
2.通過有限元分析,研究了在內(nèi)壓下多局部減薄之間的相互干涉效應(yīng),研究表明多局部減薄的相互影響不僅與間距有關(guān),還與減薄深度有關(guān)。指出減薄深度較淺時,軸向局部減薄間距大于2倍壁厚,雙局部減薄的載荷與單個局部減薄的載荷基本相同;當(dāng)減薄深度較深,軸向局部減薄間距大于4倍壁厚時,雙局部減薄的載荷與單個局部減薄的載荷基本相同,補充了現(xiàn)有研究的不足。
3.通過有限元計算,研究了相連直管對彎頭彎矩的加強作用,指出與彎頭相連的直管會使彎頭的彎矩增大,彎曲半徑不同時,彎頭載荷增加量不同。當(dāng)相連直管長度大于3倍管徑時,直管對彎頭的強化作用不再增加。該項研究補充了直管對彎頭加強作用研究的不足。
4.通過有限元分析詳細(xì)研究了局部減薄對不銹鋼彎頭彎矩的影響,得出面內(nèi)彎矩作用下局部減薄彎頭彎矩的大小與減薄位置、減薄尺寸及彎曲半徑有關(guān)。研究表明在彎矩作用下,幾何非線性的影響是顯著的。在內(nèi)壁局部減薄和大變形有限元分析的基礎(chǔ)上,給出面內(nèi)彎矩作用下局部減薄彎頭彎矩的計算公式,計算結(jié)果可以較準(zhǔn)確并偏保守地反映出有限元計算結(jié)果,并與實驗結(jié)果相符。該項研究填補了這一領(lǐng)域的空白。