管道腐蚀缺陷的有限元分析

为了研究腐蚀缺陷对管道的影响,通过ANSYS建立了不同尺寸的腐蚀缺陷,验证了模型的准确性,并研究了不同缺陷深度、长度、宽度对管道的Von mises应力影响,进而分析了缺陷深度和缺陷长度对于管道承载极限的影响。结果表明,管道的Von mises应力受缺陷深度和长度影响较大,缺陷宽度到达一定值时,对管道Von mises应力几乎无影响;缺陷深度的增大,大幅度降低了管道承载极限,对于缺陷长度较大的管道,影响更明显。     

低温储罐失效分析及预防措施

文中对低温设备温差应力循环所产生的疲劳失效事故进行了分析,目的是防止低温储罐在使用中出现疲劳破坏。文中通过对失效低温设备断口形貌特征的勘察,采用断口分析、焊接缺陷分析、温差应力循环与疲劳载荷分析的方法,得出了低温液体储罐设备在使用中易出现疲劳失效模式的结论。同时,从设计结构、施焊控制、安全泄放装置维护等方面,对低温液体储罐疲劳失效提出了预防措施。     

双级套管螺纹连接有限元分析

应用ANSYS对双级套管螺纹连接进行性能仿真,建立双级套管螺纹有限元模型,利用接触分析模块,分析螺纹各扣牙受力情况,最后总结了双级套管螺纹连接受力分布规律,并与普通套管螺纹接头作了比较,结果显示双级套管螺纹接头各扣牙受力分布要比普通套管螺纹均匀。研究结果提高了对双级套管接头应力水平的认识,对改进套管连接螺纹设计,提高套管接头的连接质量,促进特殊套管螺纹接头的发展具有一定的参考价值。     

金属软管内部的波纹管失效原因分析

某金属软管暴露在炼钢炉产生的烟尘10个月左右时,其内部的波纹管发生开裂。文中主要采用扫描电镜对波纹管的断口及表面进行微观形貌观察和能谱分析;采用金相显微镜对波纹管进行显微组织分析、晶粒度评级及晶间腐蚀试验;并结合波纹管基体的化学成分和硬度对失效的波纹管进行全面评估。综合分析后得出波纹管的应力腐蚀开裂导致金属软管失效的结论。     

弯管内壁环向裂纹应力强度因子K_I有限元分析

应力强度因子KI是缺陷结构安全评定的必要参数。利用有限元分析软件ANSYS自顶向下建模方法得到弯管内壁环向裂纹模型,并对KI进行计算与分析。结果表明:随裂纹深度a及裂纹半角θ的增大,KI都是先增大后平缓;KI与纵向裂纹角θ1无关;KI随环向裂纹角θ2的变化有3个波峰,自弯管外侧起分别为60°、180°与300°。因此,当a>4 mm,θ>20°且裂纹位于θ2的波峰位置时,结构处于最危险状态,需给予足够关注。     

高压水表洗机泵头破裂的失效分析

通过对泵头材料、裂纹断口宏观与微观的分析，指出泵头锻造温度超高、锻造比小、材质严重不均匀以及相贯线边棱尖锐产生过大的应力集中是其疲劳断裂的主要原因。     

天然气管道阀门断裂原因的三维有限元分析

针对某天然气公司阀门断裂事故,在对现场变形情况检测的基础上,采用三维有限元方法,分析了阀门的受力情况,确定轴向拉伸是阀门断裂的主要原因,并给出了预防此类事故的建议.     

基于有限元法分析双层海底管道断裂失效问题

针对南海某油田平台间某双层海底管道的外管发生一处断裂失效事故,根据管道实际运行工况,考虑土壤摩擦力对外管的作用,利用有限元接触分析方法进行双层海管的受力分析,结合DNV规范对管道进行强度校核。结果显示:利用有限元接触算法来分析管土相互作用时,采用刚性面来模拟土壤层是可行的;在未超过原设计压力和设计温度条件下,该海管的外管将不会发生断裂失效事故,管道满足结构强度要求;若海管产生较严重的局部腐蚀,最严重腐蚀点的缺陷凹坑深度超过壁厚的85%,将会发生断裂失效事故。     

双层管道锚固件有限元分析及校核

对于有保温要求的油气输送管道通常采用双层管型式,内外管之间设置锚固件进行连接,预防泄漏扩散的同时更有利于内外管之间的载荷传递。针对某16英寸油砂项目双层保温管道,通过结构设计、有限元设计,建立锚固件、内管、外管和保温套管的有限元模型,通过有限元分析,分别计算水压试验工况、操作工况、停产工况和事故工况下的锚固件最大应力值。计算结果显示,4种工况下的锚固件最大应力值均小于ASME规范规定的许用应力值,满足规范和应用要求。     

承受管道载荷的切向接管有限元分析

由于承受管道载荷的压力容器切向接管结构无法按照常规的设计方法进行开孔补强计算,文中以1台带切向接管的压力容器为例,对筒体与切向接管连接区域进行三维有限元分析,得到了筒体与接管连接区域详细的应力分布。应力分布云图表明：在连接区域产生明显的应力集中,应力强度最大值发生在筒体与接管连接处的外侧,是该结构失效的危险区域。根据JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》（2005年确认版）的规定,对该连接区域进行了强度评定,评定结果表明该设备的结构尺寸完全满足强度要求,为进行详细工程设计提供了理论依据。     

金属波纹管疲劳寿命的有限元分析

应用MSC.Fatigue软件,利用E-N曲线,以初始裂纹法为主要分析方法,对U型波纹管进行疲劳寿命分析,得到波纹管在各种工况下的疲劳寿命,从而进行波纹管的优化设计。主要介绍了波纹管寿命分析的一般思路及其力学原理。经试验验证：有限元法能够很好地模拟金属波纹管的疲劳寿命,精度也大大高于经验公式,同时也为波纹管寿命分析开辟了新的研究途径。     

考虑层间接触状态的水泥砼路面有限元分析

文章以广西柳南高速公路和桂柳高速公路的典型路面结构为研究对象,建立三维有限元模型,进行水泥混凝土路面结构模拟计算,分析水泥混凝土路面板与基层的层间接触状态对路面结构的挠度及荷载应力的影响。     

车载式金属油罐有限元分析

文中利用有限元分析技术,应用ANSYS分析软件对车载式金属油罐罐体的结构强度进行了分析计算,得出在各种工况下的应力分布图.通过对计算结果的分析,找出了产生最大应力的部位及原因,为金属油罐的优化设计提供理论依据.     

长洲三、四线船闸高闸墙结构三维有限元分析

文章以长洲三、四线船闸工程为例,利用空间三维实体有限元模型,计算分析了不同工况下船闸高闸墙结构的位移及应力分布情况,计算结果可为闸墙结构的优化设计提供依据。     

基于有限元的金属波纹管柱失稳分析和试验研究

金属波纹管的稳定性在宇航、航空、精密仪表以及大型工程结构等领域属于关键技术指标,而且是研究难点。为了解决这类问题,文中应用MSC.Marc软件,针对典型的U型波纹管进行柱失稳研究,研究其极限失稳压力以及变形规律等。通过试验验证,有限元法的分析精度优于工程方法。将有限元法、工程设计和试验结合应用,共同进行金属波纹管柱失稳研究,能够显著提高设计精度,加快研制进程,减少研制成本,进而提高产品的综合性能与市场竞争力。     

基于ANSYS有限元分析的海底管道变形数值模拟

某海底管道由于拖锚损伤导致局部失效变形。文中基于变形管道的偏移量、着力点破坏程度、塑性变形区域等信息,通过ANSYS有限元分析软件对管道在锚拉力作用下的变形过程进行数值模拟,计算变形管道所受的最大拉力和弯曲角度等参数,并验证整个变形过程。结果表明,该海底管道在至少2 657 k N的外力作用下牵引拉伸导致变形失效。     

聚焦电流法隧道超前探测有限元模拟分析

文章结合聚焦电流法隧道超前探测原理,采用有限单元异常电位法对聚焦电流法隧道超前探测的电场分布进行了计算分析,并通过数值模拟,探讨了不同地电条件下聚焦超前探测的异常特征。结果表明,该方法能直观、明显的反映出掌子面前方不良地质体的位置、形态,避免隧道内金属干扰物对探测结果的影响。     

带体积型缺陷压力管道极限载荷的有限元分析

管道在使用过程中会出现各种缺陷,主要以腐蚀造成的体积型缺陷为主。采用有限元弹塑性分析方法,基于Von—Mise屈服准则,对含体积型缺陷的压力管道进行非线性分析,研究腐蚀缺陷的长度、宽度和深度对压力管道极限载荷的影响。与含腐蚀缺陷管道的水压试验结果及ASME B31G计算的结果进行对比,证明有限元方法在分析腐蚀缺陷管道的可行性。     

圆管外表面轴向椭圆裂纹应力强度因子的有限元研究

采用1/4节点奇异单元,建立了求解圆筒外表面轴向椭圆裂纹应力强度因子的断裂力学分析模型,分析了应力强度因子随圆筒外径与内径比k=ro/ri、椭圆率a/b及裂纹的相对深度a/t的变化规律,并结合VB编制出了求解圆筒外表面椭圆裂纹应力强度因子的自动分析软件。