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异径管应力分析

异径管在受压管道系统中是常见的重要部件，但对异径管问题的研究基本还是空白。通过理论分析对内压以及面内弯矩、扭矩作用下同心异径管、偏心异径管、异径弯管的应力进行了研究，通过有限元数值分析和实验进行了验证。

　　主要工作有:

　　1、推导了内压作用下异径弯管的环向应力公式和经向应力公式。在相应的结构参数条件下，异径弯管的环向应力公式可以转化为同心异径管、偏心异径管、或等径弯管的环向应力公式。在此基础上推导了异径管的*限压力式。异径管的*限内压由其大端截面控制。

　　2、推导了异径管的*限弯矩公式，*管道批发，异径管的*限弯矩由其小端截面控制。同心异径管、偏心异径管*限弯矩均相当于与小端口截面尺寸相同的直管的*限弯矩。异径弯管*限弯矩由与小端面尺寸相同的同心异径管、偏心异径管的*限弯矩作为基础项，*管道铸造厂，再乘以弯矩系数。根据异径弯管弯曲系数的大小分为四个区间，弯矩系数分别按相应区间的回归式计算。

　　3、推导了异径管的*限扭限公式，异径管的*限扭矩均由其小端截面控制，相当于与小端口截面尺寸相同的直管的*限扭矩公式作为基础项，再乘以系数。同心异径管*限扭矩相对要比偏心异径管的*限扭矩略大一点，异径弯管大端面截面承受扭矩时的*限扭矩相对要比小端面截面承受扭矩时的*限扭矩小。在异径弯管承受端面扭矩作用上，还提出了一端的扭矩无法完全传递到另一端的概念，扭矩在传递中会逐渐转化为弯矩。90°弯管一个端面的弯矩既可由另一个端面的扭矩转化而来。

　　4、提出了同心异径管、偏心异径管和异径弯管的有限元模型建模法.

　　　 总结出应力分布或变形的特征:

　　(1)内压作用下同心异径管大小端的面积压力差产生的弯矩引起大端相对张开、小端相对收缩的现象;

　　(2)内压作用下偏心异径管偏心侧大端内表面及偏心侧中部外表面的环向应力。

　　5上述理论成果经过了有限元数值分析和实验验证。实验还表明，内压作用下环壳的弯曲半径和管截面半径均*，而管壁厚变化很小。

*管道输送已经遍及电力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、机械等行业，并高速地发展着。当*管道内输送磨削性大的物料时(如灰渣、煤粉、矿精粉等)，都存在一个*管道磨损快的问题，特别是弯管磨损更快。当*管道内输送具有强烈腐蚀的气体、液体或固体时，存在*管道被腐蚀而很快*的问题。当*管道内输送具有较高温度的物料时，存在着使用耐热钢管价格十分昂贵的问题。在*管道上市后，这些问题均迎刃而解。*管道广泛用于磨损严重的矿山充填料、矿精粉和尾矿运送，燃煤火电厂送粉、除渣、输灰等*管道也非常合适。

*管件标准及使用范围*管道主要包括*弯头、直管、三通、大小头、方圆节、变径管等结构件，德州*管道，主要用于气力、泵送浆体等物料输送管道。由于输送介质具有硬度高，双金属*管道，流速快，流量大等特点，输送介质长期持续对管壁产生冲击、磨损、腐蚀等使管道产生疲劳致使渐渐被磨穿。 　　根据磨损工况的不同，对*管道内衬也有不同的材料选择。有内衬*陶瓷管道（衬三氧化二铝，碳化硅，氧化锆，氮硅，塞隆，氮化铝，氮化硼等）；*合金管；龟甲网*管件；钢橡*管；钢塑*管；*铸石管；*自蔓延复合管道 ；稀土合金*管等。 *管道使用范围*弯头除应用于燃煤电厂除灰、排渣管、送粉、回粉管，脱硫管道。