【摘要】：燃氣管道是城市生命線工程的重要組成部分。當燃氣管道受到外界荷載作用時,其力學性能是保障管道運行安全的基本屬性。資料顯示,燃氣管道在附加外荷載作用下的破壞形態(tài)主要有:橫截面環(huán)向受壓破壞、縱向彎曲破壞和剪切破壞等。因此,開展燃氣管道力學性能的試驗研究具有重要意義。本文根據(jù)國內外燃氣管道力學性能的研究狀況,對城市中低壓燃氣管道常用的無縫鋼管進行了受壓、受彎足尺試驗和抗剪模擬實驗,分析了無縫鋼管在外荷載作用下的力學性能和承載力極限狀態(tài)。主要的研究內容有:1.總結國內外燃氣管道的研究現(xiàn)狀,分析燃氣管道破壞時的外界荷載類型及產(chǎn)生原因。2.對DN57、DN89、DN108、DN159和DN219五種管徑的燃氣管道進行橫截面受壓性能試驗研究,測試其承載力、應變和位移等數(shù)據(jù),得出管道的徑厚比是決定管道橫截面承載力的主要因素。徑厚比越大,橫截面承載力越小。3.對DN57、DN89、DN108、DN159和DN219五種管徑的燃氣管道進行縱向受彎性能試驗研究,管道在縱向受彎過程中,在加載初期都經(jīng)歷了線彈性變形階段,管道的應變、位移具有很好的相關性,同荷載作用下管徑越大,各測點位移和應變越小,管道變形呈現(xiàn)梁式的受力變形特征。4.對DN57、DN89、DN108、DN159和DN219五種管徑的燃氣管道進行抗剪ABAQUS模擬,結果表明:在剪切作用下,管道在材料遠沒有達到材料屈服強度時,就發(fā)生管道的屈曲破壞,因此,要特別關注管道受到剪切作用的受力狀態(tài)。
[Abstract]:Gas pipeline is an important part of urban lifeline engineering. When gas pipeline is subjected to external load, its mechanical performance is the basic attribute to ensure pipeline operation safety. The data show that the main failure modes of gas pipeline under additional external loads are as follows: circumferential compression of cross section, longitudinal bending failure and shear failure. Therefore, it is of great significance to study the mechanical properties of gas pipeline. According to the research status of mechanical properties of gas pipeline at home and abroad, the seamless steel pipe which is commonly used in urban medium and low pressure gas pipeline is subjected to compression, bending full-scale test and shear simulation experiment. The mechanical properties and ultimate bearing capacity of seamless steel tube under external load are analyzed. The main research contents are as follows: 1. This paper summarizes the current research situation of gas pipeline at home and abroad, analyzes the types of external loads and the reasons for the failure of gas pipeline. 2. The cross section compression performance of DN57,DN89,DN108,DN159 and DN219 gas pipelines with five diameters is studied. The data of bearing capacity, strain and displacement are tested. It is concluded that the ratio of diameter to thickness is the main factor to determine the bearing capacity of pipeline cross section. The larger the ratio of diameter to thickness, the smaller the bearing capacity of cross section. The longitudinal bending behavior of gas pipelines with DN57,DN89,DN108,DN159 and DN219 diameters has been studied. During the process of longitudinal bending, the pipeline has undergone linear elastic deformation in the initial loading stage, and the strain and displacement of the pipeline have a good correlation. Under the same load, the larger the diameter of the pipe, the smaller the displacement and strain at each measuring point. The DN57,DN89,DN108,DN159 and DN219 gas pipelines with five diameters are simulated by ABAQUS. The results show that the pipeline buckling failure occurs when the material is far from reaching the material yield strength under the shear action. Special attention should be paid to the stress state of the pipe subjected to shear action.
【學位授予單位】：河南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU996.7

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本文編號：2352509