本文關(guān)鍵詞：焊縫幾何尺寸及熱影響區(qū)軟化程度對(duì)管線鋼管承壓能力影響的研究

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【摘要】：埋弧焊以其自動(dòng)化、高效和較高的焊接質(zhì)量成為了制管過(guò)程中必不可少的焊接方法,應(yīng)用埋弧焊焊接方法成型的雙面直縫埋弧焊管也廣泛應(yīng)用于石油及天然氣輸送行業(yè)。針對(duì)其焊后焊接接頭的組織和力學(xué)性能的復(fù)雜性,以及管道實(shí)體模型實(shí)際承載條件下應(yīng)力分布的不均勻性,本文在不考慮焊接殘余應(yīng)力的基礎(chǔ)上,分析帶有焊接接頭的管道的承壓能力。本文應(yīng)用ANSYS有限元軟件,對(duì)整條管道進(jìn)行模擬,不僅節(jié)約了試驗(yàn)成本,并與實(shí)際情況相結(jié)合,使整管在不同條件下成型后性能分析成為了可能,為工程實(shí)踐提供了更為準(zhǔn)確的理論依據(jù)。本文首先考慮到焊接接頭結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性,在忽略余高及焊趾傾角等尺寸條件,只研究熔寬和熔深對(duì)管道承壓能力及屈服位置的影響,最終得到合理的焊接接頭尺寸。進(jìn)而通過(guò)調(diào)整焊接坡口尺寸及埋弧焊焊接工藝,得到預(yù)設(shè)模型的焊接接頭尺寸。其次,分析不同的焊接熱影響區(qū)軟化程度及焊縫強(qiáng)度對(duì)接頭性能的影響,同時(shí),結(jié)合焊接接頭尺寸改變,觀察能否通過(guò)接頭尺寸的改變彌補(bǔ)強(qiáng)度帶來(lái)的損失。最終得到最優(yōu)的接頭強(qiáng)度配比和焊接接頭尺寸。最后,通過(guò)建立三維有限元模型,更加真實(shí)的模擬實(shí)際管道在承受內(nèi)壓時(shí)的情況,其結(jié)果與二維模型相比較,從而驗(yàn)證簡(jiǎn)化模型對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。經(jīng)過(guò)一系列模擬,最終推斷出合理的焊接工藝,達(dá)到管道最佳焊縫熔深和熔寬,使接頭達(dá)到最佳承載能力,并能預(yù)測(cè)失效首先發(fā)生的位置。并且,分析不同焊接接頭強(qiáng)度和熱影響區(qū)軟化程度,對(duì)接頭承載能力的影響,為焊接前期選材及焊接坡口選擇起到指導(dǎo)作用。同時(shí),應(yīng)用三維模型驗(yàn)證了在壓力不是過(guò)高的情況下二維模型的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG445;TE973.3

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本文編號(hào)：1266299