穿越公路管道应力分析及ANSYS二次开发

• 作者: 郭健
• 来源期刊: 煤气与热力
• 学科: 工学
• 关键词: 穿越公路管道 ANSYS软件 二次开发 有限元模型 应力分析 APDL语言
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 所属期刊栏目: 燃气输配与储运
• 页码范围: 6-13
• 页数: 8页
• 分类号: TU996.7
• 语种: 中文

摘要

为了研究穿越公路管道应力分布状态,采用ANSYS 14.5软件对穿越公路管道进行三维及二维有限元建模,进行模拟分析.由于在实际工程现场应用中,ANSYS 14.5软件建模困难,效率不高,因此,结合C#可视化编程技术和APDL结构化语言对ANSYS 14.5软件进行了二次开发,开发出方便现场工程技术人员应用的穿越公路管道应力分析系统.根据模型特点,应力应变计算采用三维有限元模型,极限载荷计算采用二维有限元模型,可以提高穿越公路管道应力应变分析效率,为穿越公路管道安全评估提供依据.在实例模拟分析中,钢质管道垂直穿越沥青混凝土路面公路,路宽为20 m,管道规格为D159x6,管材为Q235B,外覆3PE防腐层,施加管道内压1.5 Mpa、土体重力载荷(管底埋深分别取0.5、1.0、1.5、2.0,2.5,3.0,3.5 m)、标准车载0.7 Mpa.模拟结果表明:相同埋深时二维模型管中心顶部应力比三维模型大,但两者变化规律基本一致:埋深大于2 m时,受车载影响较大;埋深小于2 m时受覆土压力影响较大,故管中心顶部应力呈现先减小后增大的趋势.三维模型可以分析管道纵向和环向的力学特性,适用于分析特定载荷下的穿越公路管道的应力应变状态;二维模型只考虑管道环向应力应变,但二维模型的计算时长远远小于三维模型,可以迭代试算出穿越公路管道达到失效时所能承受的极限栽荷.