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管道应力分析基础理论讲义 管道应力分析基础理论管道应力分析基础理论 管道应力分析基础理论管道应力分析基础理论 管道应力分析主要包括三方面内容：正确建立模型、真实地描述边界条件、正确地分 析计算结果。所谓建立模型就是将所分析管系的力学模型按一定形式离散化，简化为程序所 要求的数学模型，模型的真实与否是做好应力分析的前提条件。应力分析的根本问题就是边 界条件问题，而体现在工程问题上就是约束 （支架）、管口等具体问题的模拟，真实地描 述这些边界条件，才能得到正确的计算结果。要想能够熟练而正确地分析结果，首先会正确 设计支吊架，有一定的相关理论知识如工程力学，流体力学，化工设备及机械等，另外需在 一定时间内不断摸索，总结出规律性的问题。 第一章第一章 管道应力分析有关内容管道应力分析有关内容 第一章第一章 管道应力分析有关内容管道应力分析有关内容 §1.1 管道应力分析的目的 进行管道应力分析的问题很多 CAESARII 解决的问题主要有： 1、使管道各处的应力水平在规范允许的范围内。 2 NEMASM23 API610 API617 、使与设备相连的管口载荷符合制造商或公认的标准（如 ， 等标准）规定的受力条件。 3、使与管道相连的容器处局部应力保持在ASME 第八部分许用应力范围内。 4 、计算出各约束处所受的载荷。 5、确定各种工况下管道的位移。 6、解决管道动力学问题，如机械振动、水锤、地震、减压阀泄放等。 7、帮助配管设计人员对管系进行优化设计。 §1.2 管道所受应力分类 1.2.1 基本应力定义 轴向应力 Axial stress 轴向应力是由作用于管道轴向力引起的平行管子轴线的正应力，：S ＝F /A L AX m 1 北京市艾思弗计算机软件技术有限责任公司 应力分析基础理论讲义 其中 SL ＝轴向应力 MPa F ＝横截面上的内力 N AX 2 2 2 Am ＝ 管壁横截面积 mm = π do -di )/4 管道设计压力引起的轴向应力为 SL ＝Pdo/4t [ ]t 轴向力和设计压力在截面引起的应力是均布的，故此应力限制在许用应力 σ 范围内。 弯曲应力 bending stress 由法向量垂直于管道轴线的力矩产生的轴向正应力。 S =M c/I L b 其中： Mb=作用在管道截面上的弯矩 N.m C－从管道截面中性轴到所在点的距离 mm 4 4 d 4 I mm = (d － /64 －管道横截面的惯性矩