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作者：张喜林江苏科技大学

学位级别：硕士

随着经济的发展,大跨度空间结构是目前发展最为迅速且结构形式丰富多样的体系,导致众多行业对于弧形构件的需求量在不断增加,例如能源行业中石油和天然气的管道运输、大型体育场馆的空间网架结构和海洋平台等。构件经历热弯或冷弯成形... 详细信息

随着经济的发展,大跨度空间结构是目前发展最为迅速且结构形式丰富多样的体系,导致众多行业对于弧形构件的需求量在不断增加,例如能源行业中石油和天然气的管道运输、大型体育场馆的空间网架结构和海洋平台等。构件经历热弯或冷弯成形工艺生成所需要的形状,特别是冷弯成形工艺所产生的残余应力以及材性的改变受到普遍关注。然而,无论按照何种方式进行弯曲,弯曲后的构件都会伴有回弹和残余应力的产生,使得最终弧形构件中的残余应力分布和回弹量的真实值与设计值之间会存在一定的误差,这样不仅会影响现场的安装精度,而且构件中的残余应力也会对整个结构的承载力产生不利影响。近年来,一些学者针对冷弯构件的成形技术和成形工艺进行了研究,并得出了一些重要的数据和结论,但是还没有学者或相关规范采用连续多段和中间顶弯的弯曲工艺来对构件的弯曲过程进行研究。本课题选用圆形截面钢管作为研究对象,采用中间顶弯的方法,通过数值模拟分析来研究不同的工艺参数对弯曲后弧形圆管构件质量的影响情况。本课题重点进行了以下几个方面的研究工作:(1)建立冷弯钢管有限元模型,并确定其本构关系。(2)通过对钢管的一段和多段弯曲进行有限元分析,研究弯曲后钢管的残余应力、残余应变、壁厚、椭圆度和成形矢高的分布情况。(3)研究三个冷弯工艺参数(包括油缸位移加载量、顶板弧度以及支承间离)对钢管成形后各项指标的影响情况。(4)研究弧形构件的荷载类型。(5)考虑初始缺陷,对弯曲后弧形构件的平面内稳定性进行研究。通过对该成形工艺的深入研究,对工厂生产出高质量的弧形构件和制定有关规程具有十分重要的指导意义。

关键词：弧形圆管构件冷弯工艺有限元分析平面内稳定性

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厚壁管道冷弯工艺残余应力分布数值分析研究

厚壁管道冷弯工艺残余应力分布数值分析研究

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北京力学会第21届学术年会暨北京振动工程学会第22届学术年会

作者：李海胜刘冬欢尚新春北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京科技大学数理学院

厚壁管道经冷弯工艺后,管道弯曲段可能会由于塑性硬化和包辛格效应等使其力学性能和结构发生变化,如管道弯曲内外弧壁厚变薄或变厚、弯曲管道椭圆度的变化、管道弯曲内弧出现褶皱等,从而弯曲管道内存在一定残余应力,使其在服役过程中更... 详细信息

厚壁管道经冷弯工艺后,管道弯曲段可能会由于塑性硬化和包辛格效应等使其力学性能和结构发生变化,如管道弯曲内外弧壁厚变薄或变厚、弯曲管道椭圆度的变化、管道弯曲内弧出现褶皱等,从而弯曲管道内存在一定残余应力,使其在服役过程中更加容易失效破坏。文中通过采用ANSYS/LS-DYNA程序对缠绕拉拔式无芯冷弯工艺成型的180°弯曲厚壁管道内残余应力的分布规律进行了研究,并考虑了服役环境下有无内压的影响。结果表明,冷弯回弹后管道内弧段45°和90°位置内外壁分别出现明显残余应力集中现象;管道外弧段残余应力较小且分布较均匀;在有内压的情况下,冷弯管道残余应力分布较无内压情况下变化不大,但峰值略有降低。文中相关结果为径厚比较小的厚壁管道冷弯工艺提供参考,降低管道弯曲残余应力,保证管道服役安全。

关键词：厚壁弯管冷弯工艺结构安全数值模拟

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油气管道冷弯管的技术发展现状

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油气储运 2015年第6期34卷 580-585页

作者：刘宇高广林冯斌王双喜中国石油天然气管道科学研究院河北廊坊065000 中国石油天然气管道局第五工程公司河北任丘062550 中油管道物资装备总公司河北廊坊065000

冷弯管制作是管道施工的重要工序,随着管道钢级、口径和压力的提高,冷弯管的质量性能和服役安全性显得尤为重要。系统分析了冷弯装备、冷弯工艺、冷弯管外观质量、力学性能、服役安全性评价、相关标准体系等方面的技术发展现状,指出了... 详细信息

冷弯管制作是管道施工的重要工序,随着管道钢级、口径和压力的提高,冷弯管的质量性能和服役安全性显得尤为重要。系统分析了冷弯装备、冷弯工艺、冷弯管外观质量、力学性能、服役安全性评价、相关标准体系等方面的技术发展现状,指出了未来油气管道冷弯管的技术发展方向,包括提高冷弯装备的弯制能力和自动化控制水平,创新弯制方法,优化冷弯工艺,加强冷弯管质量控制和安全可靠性评价,完善相关标准体系等,对提高冷弯管的制作和应用水平具有重要的指导意义。

关键词：冷弯管冷弯装备冷弯工艺力学性能服役安全性屈曲极限应变

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