支座处埋地管道的地震应力分析

在地震波作用下，埋地管道因地震波的剪切作用而产生弯曲应力，而支座处弯曲应力远高于远离支座处直管段的弯曲应力，需要在埋地管道的抗震设计中予以考虑。采用梁结构分析方法对各种支座处的管道弯曲应力进行了分析，即将埋地管道地成是带 有边界约束的弹性基础上的连续梁，忽略地下管道及其内输送介质的惯性作用，应用结构分析方法分析各种支座处的管道应力。给出了算例和几类特殊支座附近的管中应力的分析结果。     

带环向表面裂纹海洋管道的断裂计算与可靠性评估

针对带环向表面裂纹海洋石油管道断裂可靠性问题,利用权函数方法,给出了计算裂纹前沿应力强度因子的积分表达式,进而导出了能满足工程精度要求的应力强度因子的实用计算公式。采用极限分析方法建立了带裂纹海洋石油管道断裂可靠性评估模型,给出了断裂失效概率和可靠度的计算公式。典型算例数值计算结果表明:应力强度因子随裂纹深度和长度的增大而增大,这与《应力强度因子手册》(科学出版社)的结果一致;当弯矩不变,裂纹深度和长度、管道壁厚和半径,及轴力为随机变量时,带裂纹海洋管道的可靠度随轴力均值的增大而减小。     

油气管道悬空沉降变形失效评估

管道在实际运行过程中常常受到因沉降变形导致的外部载荷作用,而已有的管道失效评估标准与方法大多局限于内压对管体的影响.针对油气管道悬空沉降变形问题采用力学模型、有限元分析、开挖试验等方法进行了系统研究,模拟了无缺陷和含缺陷悬空管道的应力分布,结果表明,缺陷在管道底部时等效应力最大.通过开挖试验获得了最大应力点的应力变化等试验数据,验证了有限元方法用于工程实践的可行性,指出在实际工程评估中尚需考虑缺陷位置、土质等因素的影响.     

海底高温管道的设计方法与应用

综述了海底高温高压（HPHT）输油管道上浮屈曲和侧向屈曲行为特点，比较了不同的HPHT管道设计方法，分析了深海石油开发高温高压管道采用受控制的侧向屈曲的设计趋势和应用该方法存在的困难。提出了应根据具体项目的特点选择最佳的海底高温高压管道设计方法，其中施加预拉应力方法经济实用，条件允许时应优先采用。埋地的管中管结构已被广泛采用，输送介质温度可达120℃，如与其它方法（如预冷或与拉应力）结合，可用于开发更高温度的油田。     

流体压力对油气管道纵向稳定性的影响

建立了海洋立管的挠曲线微分方程，对两端固定约束的情况用无穷级数法求得其临界屈曲载荷计算式，并同时用能量法给出了其近似计算式。讨论了内外液压对管道纵向稳定性的影响，对平躺管道，外部液压的作用增加了管道的稳定性，内部液压的作用减小了其稳定性。计算结果可供管道设计时参考。     

洪水载荷下悬跨管道安全性的数值模拟研究

阐述了因洪水冲刷而暴露于河水中的管道的安全性对整条管道的安全运行有着十分重要的影响。利用数值方法分析了洪水载荷作用下的漂浮管道的安全性，以有限元软件ABAQUS计算了不同的管道漂移量与流速引起的管道的环向与轴向应力，同时分析了管道在此类载荷作用下的屈曲模态以及不同的河水流向与管道应力状态之间的关系。对管道自重对管道应力状态的影响进行了分析，分析结果可为管道现场抢修工作提供参考。     

基于小挠度理论的悬空管道力学分析

根据小挠度理论,建立了黄土塌陷、水冲、滑坡等弓J起的管道悬空段的力学模型,考虑管子自重、防腐层重量、输送介质重量、温度应力、土体的内聚力等对管道的作用,给出了以上各种载荷的计算方法,并利用ANSYS软件计算了不同悬空长度管道的应力分布,找出了最大的Mises应力及位移值,以及它们所对应的位置.     

压力管道缺陷评价标准对比

分析了国际常用的新旧R6、EPRI和ASME IWB-3650压力管道评价标准方法的基础理论,介绍了其适用范围及优缺点.针对管道不同裂纹情况,提出了使用这4种标准进行评价的相关建议:针对一般裂纹问题,采用失效评价图法进行评价;对非穿透裂纹管道,应直接计算其塑性极限载荷和应力强度因子,并以裂纹起裂或塑性失稳作为判定管道失效的准则;如果无法确定裂纹管道的塑性极限载荷值,建议采用断裂力学的理论和相关计算进行评价;对于无法得到塑性极限载荷计算公式的裂纹情况,可采用有限元法计算其数值结果.(图2,参10)     

含腐蚀缺陷占压管道的安全评估

针对含腐蚀缺陷管道因地面占压带来的安全问题,基于ABAQUS软件建立了地基-管道-堆载三维有限元模型,探讨了含腐蚀缺陷占压管道的应力和变形情况,研究了管道埋深、管道内压、堆载荷载以及腐蚀缺陷位置对埋地管道力学性能的影响。结果表明:增加管道埋深可以有效缓解管道应力分布,但同时会增大开挖工程量;当管道内压达到一定程度时,腐蚀缺陷作用下管道最大应力主要由管道内压控制,地面堆载荷载对其影响不大;管土切向摩擦因数对埋地管道力学性能影响较为显著,管道应力随着管土切向摩擦因数增加而近似线性增大;当腐蚀缺陷相对于管道截面的角度位置为5:15方向时,含腐蚀缺陷占压管道的应力最大。     

海洋管道技术综述

随着我国海上油气田的开发,海洋管道技术将成为重要的研究课题。文中介绍了海洋管道的发展趋向和特点;对海洋管道的设计、施工、安装时的应力等方面作了较详细地分析。最后提出我国海洋管道当前值得研究的四个问题:①各种工况下海洋管道的受力分析;②铺设机具与方法;③管材;④制定我国海洋管道的技术标准和规范。     

管道穿越低等级砂石公路埋深的确定方法

通过对车辆荷载作用下路基的受力分析,提出了管道穿越低等级砂石路时的覆土厚度应大于路基工作区深度。经对不同载重量的车辆荷载所产生的附加应力等指标的计算分析,建议管道穿越低等级公路时应考虑增加管顶的覆土厚度。     

长距离链式提升机动力载荷计算

链式提升机瞬时应力峰值对提升机系统有很大的危害,容易导致链条和其它构件的损坏。关于长距离链式提升机动力载荷的计算有待探讨,本文通过设计的链式提升机与数学模型的相关性进行分析,提出了减少和消除这些应力的方法及动力载荷的近似计算。     

弹性地基梁的挠曲线微分方程及其应用

埋地长输管道运行中将受到多种载荷的作用，如土壤的主动和被动压力，以及地上的活载荷等。这些涉及到管道强度的问题，，在设计时就是通过一系列计算加以解决。作为计算于管道变形和强度的重要基础，给出了弹性地基梁挠曲线微分方程（位移方程）。通过假设的两段钢质管道，利用给出的该挠曲线微分方程分别进行了一端约束两端约束的计算。结果表明，设定的计算误差均小于０．００１，较为精确，同时，该微分方程还可用于埋地管道的     

长输管道焊缝的内应力分析

从钢管壁上任意一点的环向应力入手,分析了长输管道焊缝的内应力。该内应力由环向应力和轴向应力构成,据此推导出了焊缝处的合成应力。通过直缝与环缝处的应力比较,得出了直缝承受压力最大、环缝承受压力最小、螺旋焊缝介于二者之间的结论。认为管径和壁厚在所受压力相同的条件下,若管道发生爆裂,其爆裂起点一般不会位于螺旋焊缝处,因而螺旋焊缝管的安全性优于直缝焊接管。计算表明,在上述条件相同的情况下,若采用螺旋焊缝管,其管壁厚度可以相应减薄,能够节省投资,提高经济效益。     

用动坐标迭代法分析海洋管道敷设时的应力

在海洋管道敷设期间，对管道应力分析要考虑的因素很多，如托管架的曲率和长度、管道的张力和浮力、管道的覆盖层及其输送的介质，特别是当用敷管船敷设管道时，有很长一段管子县在海水中，使管子存在较大的弯矩。     

地震载荷作用下埋地管道强度的简化计算

地震时地震波沿地面传播引起地面位移,地面沿直管轴向位移时使管道产生轴向拉伸应力。对平面弯管,地面沿纵向管位移时对横向管有推压作用,从而在弯管内造成了平面弯矩。忽略惯性力,采用静力分析的方法对直管和弯管分别进行应力分析,并结合计算实例给出了埋地管道强度的简化计算方法。     

8GX-405型自走式灌溉机机架的有限元分析

为了进一步优化8GX-405型自走式灌溉机机架的结构参数,提高其结构强度和刚度,保证整机工作性能,采用ANSYS软件,对机架进行力学模拟和仿真。根据灌溉机的工作条件和要求,在力学简化的基础上,建立了有限元分析模型,给出了静止、极限转弯等不同工况下的载荷和约束边界条件,选用梁单元进行分析和计算,得到了不同工况下结构的位移、应力变化规律,结构危险点的最大应力、最大变形分别为201.15 MPa和48.785 mm。结果表明,采用矩形钢管和板材组成的焊接式机架,强度和刚度足够,能满足使用要求。研究方法和手段可以为同类结构的分析设计所借鉴。     

径向载荷作用下的管道挤压变形模型

针对长输管道泄漏抢修的特点,利用管道局部挤压的方法,能够在短时间内最大限度地减少或防止油品泄漏危害。基于管道塑性变形理论和能量守恒原理,结合"Bow-tie"管道塑性变形计算模型,建立了管道径向载荷作用下的挤压变形模型,对管道挤压和管内泄漏余压作用下的塑性变形进行分析计算。得到了不同管径管道挤压所需载荷量,利用非线性拟合得到了挤压载荷的分布数据。分析表明:管道挤压载荷随管径、屈服应力的变化,呈现S形递增。该模型可以确定不同管道的挤压变形载荷,为管道挤压抢修提供理论和实践依据。     

沧临管道大浪淀跨越段管壁皱折原因分析

按结构分析方法建立了斜拉钢索支承跨越段力学模型,提出了钢索非线性结构性能的线性化处理方法及数值实施方案。在此基础上,编制了大浪淀跨越段整体结构分析程序,对不同输送工艺对应的载荷条件下跨越管道的拉移及应力进行了分析,并根据计算结果按相应设计规范进行了结构安全性校核评估。结果表明,该处管壁局部皱折的出现与工艺条件变化,温度变化,输量减少后内压变化以及固定墩可能产生的轴向位移等因素有关。