直埋熱水供熱管道由于受到周圍土壤的位移約束作用,導致管道工作升溫時其內(nèi)層鋼管的熱膨脹力得不到完全釋放,從而在鋼管中會產(chǎn)生很大的應力。鋼管應力過大會影響管道壽命和相關市政設施的安全。本論文針對直埋熱水供熱管道與土壤相互作用的復雜性,圍繞多層結構直埋熱水供熱管道的應力特性展開研究。首先,利用直埋熱水供熱管道應力分析原理對大口徑直埋熱水供熱管道進行了原位實驗,并對聚氨酯保溫材料的力學性能參數(shù)進行了實驗測定;其次,利用大型通用有限元軟件ANSYS建立了多層結構直埋熱水供熱管道及單層結構直埋熱水供熱管道的熱-力耦合有限元模型;最后,應用該模型對直管段及管件的應力特性進行了全面計算分析,得到了一些有價值的成果。本論文的主要研究工作如下:1.通過在管道表面粘貼金屬應變片的方法,采用無線遠傳技術對首次運行的直埋熱水供熱管道進行了一個采暖季的應力測試,得到了管道截面應力變化和管土摩擦系數(shù)變化規(guī)律。應力實測數(shù)據(jù)分析表明:對于溝埋管道,靠近溝壁的管道表面與背離溝壁的管道表面應力變化特點不同,不能認為管道同一斷面處各點應力狀態(tài)相同;摩擦系數(shù)受到溫度影響,造成這一影響的主要原因是土壓力隨溫度的變化,給出了受溫度...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.2彎頭受力計算圖

在的問題和不足的應力分析方法比較成熟，但是沒有考慮管道截面應力分布不力分析研究壓一次應力校核熱管道設計規(guī)范未要求對彎頭進行內(nèi)壓一次應力校核。意一點處的內(nèi)壓環(huán)向應力為[31]：diiti2sin4sinPDRrRr頭的曲率半徑，m；道內(nèi)徑，m；頭....

圖1.3本論文的研究路線

第一章緒論到的應力分布進行驗證�？紤]到采用管土接觸模型出現(xiàn)收斂困難的問題，本論文建立三維非線性土彈與管土接觸模型進行對比驗證。經(jīng)對比驗證后，將、折角等管段的應力分析。為便于應用，本論文經(jīng)通主、支管長度的有限元模型。

圖2.1低碳鋼應力-應變曲線

第二章直埋供熱管道應力分析理論來源于拉伸強度實驗的結果。圖2.1給出了低共有5個關鍵點。p點對應的應力為比例極限e點對應的應力為彈性極限，在o-p-e范圍內(nèi)應力恢復至o點。e點以后管道進入屈服狀態(tài)過程的最高應力點sh為上屈服點，最低應力點se點以后，應力....

圖2.2管道埋置方式

可以看出其驗算的依據(jù)是疲勞分析。應力變化幅度不應大于3倍鋼材的許用應力是根據(jù)疲勞期限為6倍鋼材的許用應力確定的[112]。2.2埋管土壓力2.2.1豎向土壓力埋管所受周圍土壓力大小主要受管道的埋置方式、敷設深度、管道剛度的影響。管道的埋置方式有兩種：溝埋式和上埋式（圖....

本文編號：3948306