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高壓管匯即高壓流體控制件的總匯，它主要包括活動彎頭、三通、直管及管端頭。高壓管匯在石油化工行業(yè)被廣泛應用，由于內(nèi)部承受很高的沖擊壓力和交變荷載，厚度磨損較大。隨著管道使用周期的不斷增長，高壓管匯產(chǎn)生疲勞斷裂，安全可靠度降低，因此工程界對高壓管匯的破損預測和使用壽命評判極為關注。目前，國內(nèi)外有關學者對高壓管匯及管道的破壞、失效、評定方法和強度分析已有過了很多研究，但是通常研究的壓力荷載工況為40 MPa以下，對于壓力荷載為50-100 MPa很少有人研究。
從目前公開發(fā)表的研究結果看，采用有限元法對應力的分析只限于彈性變形的范圍，國外對壓力管道的研究，主要側重于管道的腐蝕斷裂問題和管道破壞后的安全問題。目前國內(nèi)的研究工作主要集中于壓力容器的缺陷評定，且大部分的研究、分析、實驗工作主要集中于起裂評定，而結構的安全分析要考慮裂紋的起裂、斷裂、失穩(wěn)的全過程，因此對于高壓管匯特別是壓力超過40 MPa的高壓管匯的強度分析及疲勞壽命預測成為一項空白。
ALGOR Super Sap93 FEAS (finite element analysis)是工程中常用的有限元分析系統(tǒng)軟件，主要應用在DOS系統(tǒng)下Vizi CAD是它的強大規(guī)模的有限元前后處理軟件，若硬盤空間足夠，可以處理5-6萬個自由度，它對微機的設置及安裝仍停留在DOS層面上，十分簡便，前處理SD2h和后處理Sviewh功能齊全，可視化效果較好，是比較理想的有限元分析軟件。
應用Sap93有限元分析系統(tǒng)建立3種高壓流體控制件的計算模型，由于3種高壓流體控制件均屬于后殼，故采用三維實體單元拋分網(wǎng)格，高斯積分階數(shù)為二階，單元類型為非協(xié)調(diào)元，No.3活動彎頭有限元圖見圖。
通過有限元分析，可以找出各種高壓流體控制件在3種工況下的最大位移及最大應力所在位置，活動彎頭最大應力位于彎頭內(nèi)側壁的中間部位，最大位移分布在彎頭的端部及彎頭內(nèi)側壁的中間部位，三通管的最大應力和最大位移分布在三通的腋窩交叉處，是由于應力集中而引起的，直管的最大位移分布在直管端部的約束處，其最大應力沿管內(nèi)壁均勻分布。根據(jù)以上的分析結果表明，最大應力及最大位移是由應力集中和固定端約束而引起的，這些部位是高壓管匯經(jīng)常發(fā)生破壞的部位，準確地判定這些破損部位，在工程上極為重要，可為高壓管匯的破損預測提供科學的依據(jù)。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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