管道热应力分析

水若无痕

各位大侠好！
      前言：由于工作需要，需要进行一些零件、管路的应力分析。故由原来的CFD慢慢转向有限元，于是乎我选择了workbench。
     问题描述：1  最近遇到一个令我困惑的问题，一个管子的热应力分析，两端约束该如何添加？附件是一篇sci，和我要分析的东西几乎一样，它把管子两端固定约束，fix support，分析后发现应力最大的地方就在两端接口处。
不知道他这样做对不对，请各位给予指导。
                      2 文章分析的最大应力在两端接口处，大约800MPa，他就用来分析周期寿命了，是否妥当？800MPa不是已经超过了材料的屈服极限了吗？

                      3 在工程中这类管子基本上都是法兰焊接，请问如果管子两端是法兰焊接给定fix support是否妥当？如果不妥当该怎么加约束？

                     4请问管道热应力分析能否采用“壳”单元？？？热应力分析需要分别给定管壳的内、外壁换热边界条件，不知道“壳”单元是否可以完成？

                    5 请问 如果实际中，管子加有弹簧约束 该如果加？是不是把管子弹簧约束的地方切出来单独的环面？还是用别的方式？

PS：附件图片是我做的结果，考虑CFD加载温度边界和压力边界，然后分析应力分布。采用fix support。

水若无痕

欢迎大家批评指教。
谢谢大家。

zhoulinhang

我以前也做过一些管道的问题，我觉得1、2、3都是一个问题，就是端部的约束问题。我认为固定是不妥当的，实际管道在周向是对外膨胀的，固定约束必然导致管口应力很大，我一般是采用4个点约束，类似对称约束，比如一个圆周，水平轴线2点约束竖直方向位移，竖直轴线2点约束水平位移，这样就不会或者很小的应力，跟实际情况也是符合的。
4.我一般是用壳单元做的，我算的问题没有你的复杂，所以我就没考虑薄壁厚度上的温差，我就认为是管子在径向是没有温降的，给外表面一个换热系数，和外界热交换就可以了
5.如果有管夹，我是在那个地方切面，用圆柱方式约束一下，
不知我这样做的对不对，大家可以交流一下

水若无痕

zhoulinhang 发表于 2012-12-29 19:55
我以前也做过一些管道的问题，我觉得1、2、3都是一个问题，就是端部的约束问题。我认为固定是不妥当的，实 ...

4点约束我的导师曾经给我过建议，请问您能不能简单给两个图或者链接，告诉我怎么给定点约束？PS：http://forum.simwe.com/forum.php ... B%E7%BA%A6%E6%9D%9F我按照此链接先学习一下，但是我的mesh和geometry是用icem 导入的。不知道这样怎么添加点约束？

水若无痕

继续求助：
6 请问一个力随时间逐渐增大，作用在一个结构上，分析结构的应力。
讲力的大小分解开，采用稳态计算；和将力的大小写成时间的函数，非稳态计算，得到的结果一样吗？

水若无痕

没人看吗？那个文献档次还是很高的

JingheSu

给fix也勉强有些道理，法兰的厚度比管子的壁厚要大，法兰会在很大程度上约束管子的膨胀变形。

但是如果要看这个位置的应力来分析寿命，应该需要把法兰焊接的具体几何模型建出来，不然计算的模型和实际模型都不一样，算出来的应力也不能反映实际情况。

水若无痕

JingheSu 发表于 2013-1-7 12:41
给fix也勉强有些道理，法兰的厚度比管子的壁厚要大，法兰会在很大程度上约束管子的膨胀变形。

但是如果要 ...

请问，怎么解释fix处的应力集中呢？
我看到很多人分析管道时，都是fix 不讨论这个地方的应力而分析管道的应力可以吗？


另外，请问怎么设置wb后处理的显示范围？

JingheSu

水若无痕 发表于 2013-1-7 21:40
请问，怎么解释fix处的应力集中呢？
我看到很多人分析管道时，都是fix 不讨论这个地方的应力而分析管道的 ...

相当于悬臂梁的根部，由于法兰约束住了管子的变形，靠近法兰位置的管子处就应力集中了。

如果关心的区域不在法兰附件这样做应该没任何问题的。

我刚开始接触wb。。。你那个问题我也不知道。。。

wahaha9mei

如果考虑端部应力，可以将法兰及附属部件构建出来，这样的约束才准确。或者用子模型分析，切割出要关心部位的边界条件。

huisenanhai

请问您是做的核电站波动管的吧？

云少侠

围观cfd大神……同学习约束技巧

水若无痕

huisenanhai 发表于 2013-1-15 20:37
请问您是做的核电站波动管的吧？

类似的。就是最普通的管道热应力分析问题。

zhaochunhot

哥们能交流下吗？我也在做管道