Workbench管道二次应力计算
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根据管道相关标准规范的要求,压力管道通常需要进行应力校核,包括一次应力校核和二次应力校核,一次应力主要用于评价管道跨距是否满足要求,二次应力主要用于评价热膨胀是否得到足够吸收;常用的管道应力校核软件有Caesar II、SYS PIPE等,这些软件基本是根据标准规范(如ASME、RCCM)等量身定制的,通过软件直接求得规范应力,然后和许用应力进行对比,评定管道应力是否处于安全范围。 另外注意的是,这些软件都是针对管系开展计算,作为强大的ANSYS软件,好像没有这些软件的定制化功能,特别是当采用梁单元时,没法直接考虑到应力集中,亦即规范里面提到的应力增强因子SIF无法直接求得。而另一方面,采用实体单元时,倒无需考虑SIF,因为ANSYS直接计算了应力集中结果。这句话怎么理解呢,比如采用三维模型计算带弯头的管道应力,弯头处的应力计算值已经包含了应力集中的结果;而用线体模型时,弯头处就没法直接考虑到应力集中了。但是Caesar II 这里管系计算软件,却根据规范的SIF计算方法植入了计算程序,这样就可以获得整个管系的应力(包括集中应力)。之前我们用ANSYS WORKBENCH平台尝试做了一个简单的管道一次应力计算,今天,我们继续做一个二次应力的计算案例。
一段L型管道,臂长8m,直径219mm,弯头的中心半径305mm,管道壁厚8.17mm的钢管,两端固定。管道密度7830kg/m3,弹性模量E=203GPa,泊松比0.3,评价线胀系数0.0000115,管道内压0.5MPa,温度102℃。
根据ASME B31.1的规定,一次应力校核公式如下: 理论公式计算引用田野老师的Caesar II培训案例的结果,该管道在固定端的二次应力为15.3377MPa,同时田野老师的案例中,弯头位置的二次应力Caesar II计算结果为35.7517MPa,位于弯头中间节点19处(此处根据直管应力乘以SIF而得)。
Workbench二次应力计算,参考了Caesar II的计算方法,二次应力等于操作工况OPE减去持续工况SUS。 著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-07-05
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