等強度彎管壁厚公式設(shè)計及芯棒熱推成形工藝優(yōu)化.pdf

1、彎管在工業(yè)領(lǐng)域具有非常重要的用途，是石油、化工、航海、航空和核工業(yè)領(lǐng)域的重要零部件。當流體流經(jīng)管道的彎管段時，會對彎管凸邊形成較大沖擊，在彎管凸邊形成增壓區(qū)、凹邊一側(cè)反而形成減壓區(qū)，加之實際的管道輸送網(wǎng)絡(luò)大多需要在高溫、高壓的環(huán)境下運行，因此彎管往往成為管道的應(yīng)力集中部位。由于加工工藝的限制，彎管加工成形時凸邊管壁受拉減薄或開裂、凹邊管壁受壓增厚或起皺等問題，則成為導(dǎo)致彎管破壞的主要原因。因此，對彎管進行準確的受力分析便成為彎管壁厚設(shè)計

2、的重要前提。
　　本文利用FLUENT流體軟件對天然氣流經(jīng)彎管的流動特性進行了數(shù)值模擬，分析了各參數(shù)對彎管內(nèi)壁面壓強的影響規(guī)律，并給出了90°彎管內(nèi)壓三維分布模型。通過對彎管進行受力分析，分別求出了軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力、徑向應(yīng)力三個主應(yīng)力及變壁厚等強度彎管壁厚設(shè)計公式。借助于有限元模擬軟件ABAQUS對牛角芯棒熱推成形工藝進行模擬分析，并比較了不同的工藝參數(shù)對彎管壁厚的影響，得出了熱推彎管成形工藝的最佳工藝參數(shù)。
　　本研究主

3、要內(nèi)容包括：⑴應(yīng)用計算流體力學(xué)軟件FLUENT對天然氣在90°彎管內(nèi)的流動特性進行仿真模擬，并分析了彎管內(nèi)壁面壓強的分布規(guī)律。⑵改變天然氣的流動參數(shù)、彎管幾何參數(shù)，在48種工況下對天然氣在彎管內(nèi)的流動進行模擬，建立彎管內(nèi)壓的數(shù)據(jù)庫，并分析了不同參數(shù)的變化對彎管內(nèi)壓的影響。⑶應(yīng)用彎管內(nèi)壓數(shù)據(jù)庫，借助于數(shù)學(xué)擬合軟件1 stOpt建立彎管內(nèi)壁面壓強的三維模型。結(jié)合彎管內(nèi)壓模型對彎管的應(yīng)力狀態(tài)求解，利用第三強度理論得出變壁厚等強度彎管的壁厚設(shè)計