压力管道的应力分析【摘要】本文介绍了管道应力分析以及目的，阐明了管道应力分析的几种方法，并提出了如何改善管系受力状况的措施。【关键词】管道应力分析方法改善方法中图分类号：tv7324文献标识码：a文章编号：一、前言管道应力分析的目的进行管道应力分析的目的，根据工程上的要求，主要有以下几个方面：1、使管道应力在规范的许用范围内2、使设备管口荷载符合制造商或公认的标准3、使与管道连接的容器应力保持在其规定的许用范围内4、计算出各种支撑及约束的设计载荷5、确定因各种冲击所导致的管道位移6、解决管道动力学问题，如管道的机械振动，流体锤等7、帮助配管优化设计。二、管道应力与分析一般来说管系为三维空间走向由一条或多条主管线及数条支管线组成有限元计算模型的建立必须参考具体结构现场数据进行准确的结构参数是一切计算的基本出发点。管系载荷分类与确定1、压力载荷可能在几种不同压力、温度组合条件下运行的管
f道应根据最不利的压力温度组合确定管道的计算压力。也即是必须将最危险工况区分出来。
2、持续外载包括管道基本载荷管子及其附件的重量、管内介质重量、管外保温的重量等、支吊架的反力、以及其它集中和均布的持续外载。
3、热胀和端点位移管道由安装状态过渡到运行状态由于管内介质的温度变化管道产生热胀冷缩使之变形与设备相连接的管道由于设备的温度变化而出现端点位移也使管道变形。
4、偶然性载荷包括风雪载荷、地震载荷、流体冲击以及安全阀动作而产生的冲击载荷。这些载荷都是偶然发生的临时性载荷而且不会同时发生在一般静力分析中不考虑这些载荷。
三、管道应力分析方法管道应力分析的计算方法有很多，主要的计算方法如下：1、表算法表算法的原理是管道柔性分析和应力计算的一般方法，即将管系中的一个端点固定，求其余端点释放，运用卡氏定理建立变形协调方程组，解此方程组后求出管端复原力，求出管系各计算点端点作用力和力矩，在求出管系各计算点的应力值。对于分支管的空间管系，并向协调方程组为：a11fxa12fya13fza14mxa15mya16mzejσxa21fxa22fya23fza24mxa25mya26mzejσya31fxa32fya33fza34mxa35mya36mzejσz
fa41fxa42fya43fza44mxa45mya46mzejδθxa51fxa52fya53fza54mxa55mya56mzejδθya61fxa62fya63fza64mxa65mya66mzejδθz式中：a为形状系数并以主对角线对称，如：a21a12，a24a42；f、m为各方向的力及力矩，公斤力及公斤力米；σ、δθ为各方向的线位移及角位移，厘米r