基于ABAQUS的管道外壁点蚀引起的应力分析(共4页).doc
《基于ABAQUS的管道外壁点蚀引起的应力分析(共4页).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于ABAQUS的管道外壁点蚀引起的应力分析(共4页).doc(4页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上基于ABAQUS的管道外壁点蚀引起的应力分析摘 要:本文通过对在外壁分布有不同尺寸的半球形点蚀的管道引起的应力集中进行了有限元分析和计算。通过对输出的Mises应力进行分析,发现外壁上的半球形点蚀及其附近区域存在着Mises应力集中区,这个应力集中区主要沿着轴向力方向分布在点蚀嘴以及点蚀坑内,它的形状与点蚀半径无关。此外,还发现 在点蚀坑最深处的Mises应力最大。此处最有利于裂纹萌生,对于管道安全的影响最大。并且存在某一临界尺寸,当点蚀半径小于该临界尺寸时,外壁点蚀引起的最大Mises应力值随着半径的增加而迅速增大,当点蚀半径大于某一临界值后,外壁点蚀引起的最大Mi
2、ses应力趋向饱和。关键词: 管道;点蚀;应力;有限元; 中图分类号:TB301文献标识码:A1引言管道运输是一种以管道输送流体货物(通常是液体和气体)的运输方式。管道运输具有运量大、不受气候和地面其他因素限制、可连续作业以及成本低、安全性高等优点,因此管道运输在我国已成为继公路、铁路、航空、水路运输之后的第五大运输行业。管道运输在各行各业中都得到了广泛的应用,比如石油、化工、电厂、自来水、核电站、建筑等行业都少不了管道运输1-3。管道通常是埋在地下或在大气中进行使用。土壤和大气中都存在着腐蚀性介质,再加上管道所使用的材料通常为钢铁。因此管道外壁容易发生电化学腐蚀4。通常在管道外壁采取一定的防
3、腐措施,比如涂层、阴极保护等5,然而很多工程实践证明这些方法并不总是有效,尤其是在长期使用或更苛刻条件下使用的情况。我国每年因腐蚀造成报废的管道、阀门等构件数量可观。这不仅带来巨大的金属资源的浪费,还给生产生活带来很大的影响。管道外壁的腐蚀形式通常有均匀腐蚀和局部腐蚀两类。均匀腐蚀是整个管道表面腐蚀速率比较均匀,一般危险性较小。局部腐蚀是腐蚀仅局限于一定区域内,或者一定区域内的腐蚀速率远大于其他区域的情况。具体而言,局部腐蚀又可分为点蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳、缝隙腐蚀等6。点蚀是在金属管道某些部分,因腐蚀而出现小而深的孔。为了提高输送效率,通常管道中的液体是在一定压力下工作,再加上管道外壁有土壤
4、重力的作用,因此在这些外力的作用下,点蚀坑会形成应力集中,当点蚀坑造成的应力集中超过某一极限值时,有可能在点蚀坑处萌生裂纹,从而对管道安全造成巨大的危害。因此点蚀坑造成应力集中的计算对于判断管道安全具有重大的意义,而有限元在计算含有缺陷体的应力分布方面具有很大的优势7-8,因此本文借助于ABAQUS有限元软件对管道外壁点蚀造成的应力集中进行了初步计算与分析。2. 有限元模拟分析2.1 创建部件在ABAQUS CAE前处理软件中构建了在外壁具有单个半球体点蚀的管道三维实体模型。点蚀半径分别为1 mm,2 mm , 3mm, 4mm,5 mm, 6mm。点蚀的深度与半径相等。管道三维实体模型的外径
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 ABAQUS 管道 外壁 引起 应力 分析
限制150内