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非常态下大口径开孔管道性能研究

作　者: 薛岩
导　师: 刘鸣
学　校: 山东大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 埋地管道带压开孔力学分析有限元分析应力修正编程
分类号: U171
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 85次
引　用: 5次
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内容摘要

埋地管道被广泛用来输送油、气等流体,相对于地上的普通管道其受力状态更加复杂,故埋地管道的安全性十分重要,一旦发生破坏,后果十分严重。输气管道开孔是工程中的常见现象,本文在理论上为此类工程问题提供一个保障和规范,来指导各种输送介质管道安全开孔作业及开孔后正常可靠运行,主要内容包括以下几个方面: 1、介绍埋地管道在非正常负载(地基凹陷)时的受力情况及一般计算公式; 2、对埋地管道带压开孔后的强度问题,采用力学分析方法,建立了三种不同的力学模型并分别进行分析、计算,提出了主要影响因素及数据; 3、采用有限元方法,应用有限元程序ANSYS,建立了管道与连接器的有限元模型,模拟出管道与连接器在承受自重、垂直土压力、地面车载及内压等载荷下,多个应力分量的分布情况及规律,并与理论分析结果进行对照,验证模型的合理性; 4、提出应力修正系数,使理论计算值更符合实际工况: 5、通过Visual C++进行编程,使得计算分析简单、方便,进而将其成熟完善成一个专用软件。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第1章绪论  9-17
  1．1 埋地管道的发展概况  9-10
  1．2 埋地管道的分类  10-11
    1．2．1 按管道材质分类  10-11
    1．2．2 按管道与土壤相对刚度分类  11
    1．2．3 按埋管的施工方法分类  11
  1．3 埋地管道受力分析的发展概况  11-16
    1．3．1 国外关于埋地管道受力分析的研究  12-13
    1．3．2 国内关于埋地管道受力分析的研究  13-16
  1．4 本文主要研究内容  16-17
第2章埋地燃气管道的工程现状  17-25
  2．1 燃气管道分类及管材  17-18
    2．1．1 燃气管道的分类  17-18
    2．1．2 常用管材  18
  2．2 埋地燃气管道敷设方式与基础种类  18-21
    2．2．1 管道敷设方式  18-19
    2．2．2 管基种类及管基处理  19-21
  2．3 埋地管道带压开孔  21-24
    2．3．1 地下燃气管道带压开孔实例  21-23
    2．3．2 地下燃气管道带压开孔操作方法  23-24
  2．4 本章小结  24-25
第3章埋地燃气管道力学模型  25-36
  3．1 埋地燃气管道应力分析方法确定  25-26
    3．1．1 埋地管道受力状态  25-26
    3．1．2 几点假设  26
  3．2 载荷的分析与简化  26-34
    3．2．1 载荷的分类  26-27
    3．2．2 七种载荷简介  27-33
    3．2．3 载荷的组合  33-34
  3．3 管道力学模型的建立  34-35
  3．4 本章小结  35-36
第4章埋地管道带压开孔应力分析  36-50
  4．1 应力状态及强度理论的确定  36-37
    4．1．1 应力状态的确定  36
    4．1．2 强度理论的选用  36-37
  4．2 管道应力分析  37-49
    4．2．1 截面形心及惯性矩的确定  37-38
    4．2．2 管道应力  38-49
      4．2．2．1 管道两端为固定端  38-45
      4．2．2．2 管道两端铰支  45-46
      4．2．2．3 管道一端固定一端铰支  46-49
  4．3 本章小结  49-50
第5章埋地管道的有限元分析  50-68
  5．1 有限元法简介  50
  5．2 有限元分析软件的选用  50-52
  5．3 开孔后埋地燃气管道的有限元分析  52-56
    5．3．1 实体模型  52-53
    5．3．2 有限元计算模型  53-54
    5．3．3 单元类型及材料的确定  54-55
    5．3．4 单元数的确定和网格划分  55-56
    5．3．5 载荷及约束条件  56
  5．4 求解及结果分析  56-65
    5．4．1 全部节点全约束  57-63
      5．4．1．1 施工工况  57-60
      5．4．1．2 运行工况  60-62
      5．4．1．3 管道跨长增加  62-63
    5．4．2 部分节点全约束  63
    5．4．3 部分节点部分约束  63-64
    5．4．4 一端全约束一端部分约束  64
    5．4．5 全部节点部分约束  64-65
  5．5 结论  65
  5．6 应力修正系数的提出  65-66
  5．7 Visual C++编程  66-67
  5．8 本章小结  67-68
第6章结论和展望  68-70
参考文献  70-74
攻读硕士学位期间所发表的学术论文  74-75
致谢  75

非常态下大口径开孔管道性能研究

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