【正文】 在模塊中選擇 屬性 ，進(jìn)入屬性編輯界面。點(diǎn)擊 ，在彈出的對(duì)話(huà)框中選擇 減掉尺寸 操作和 去除 選項(xiàng)。如圖 34。如圖32。選擇 ，以圓的上頂點(diǎn)為起點(diǎn)畫(huà)一段長(zhǎng)為150mm的水平線(xiàn)段。 ,c=C/t。 第三章 含減薄缺陷彎管的有限元模型的建立 17 使用 ABAQUS 建立含缺陷彎管模型 創(chuàng)建部件 有限元計(jì)算模型采用φ 108 8mm， 90176。 5）劃分網(wǎng)格：通過(guò)切割模型，布置邊緣種子數(shù)量、間距，來(lái)劃分理想的網(wǎng)格。 1）創(chuàng)建部件： ABAQUS 中提供了常用的二維畫(huà)圖工具，并能通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、切割等動(dòng)作進(jìn)行三維作圖。建模完成后， ABAQUS/CAE 可以生成 ABAQUS 輸入文件，提交給ABAQUS/Standard 或 ABAQUS/Explicit ； 在 分 析 計(jì) 算 階 段 ， 使 用ABAQUS/Standard 或 ABAQUS/Explicit 求解輸入文件中所定義的數(shù)值模型。有限元分析包括三個(gè)步驟：前處理、分析計(jì)算和后處理。以固體力學(xué)為例，它己經(jīng)由最初的彈性力學(xué)二維問(wèn)題擴(kuò)展到三維問(wèn)題，由靜力平衡問(wèn)題擴(kuò)展到穩(wěn)定性問(wèn)題、動(dòng)力問(wèn)題和波動(dòng)問(wèn)題，由彈性材料擴(kuò)展到塑性、粘彈性、粘塑性和復(fù)合材料等。以前，為了得到解析解，人們不得不做多到難以承受的假設(shè)和簡(jiǎn)化，以至于所得結(jié)果只能適用于最簡(jiǎn)單的情況。因此，人們?cè)趶V泛吸收現(xiàn)代數(shù)學(xué)、力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物 —— 計(jì)算機(jī)來(lái)獲得滿(mǎn)足工程要求的數(shù)值解，這就是數(shù)值模擬技術(shù)，數(shù)值模擬技術(shù)是現(xiàn)代工程學(xué)形成和發(fā)展的重要推動(dòng)力之一。對(duì)于大多數(shù)的工程技術(shù)問(wèn)題，由于物體的幾何形狀較復(fù)雜或者問(wèn)題的某些特征是非線(xiàn)性的，則很少有解析解。 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 方差分析的基 本任務(wù)是：分析實(shí)驗(yàn)、誤差對(duì)指標(biāo)的影響；分析各因素的水平變化對(duì)指標(biāo)的影響；將兩者進(jìn)行比較，判斷因素對(duì)指標(biāo)的影響是否顯著。為了消除這兩種影響，就必須對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 （ 4） 畫(huà)趨勢(shì)圖，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行展望。 Ri分別為 1k、 3k? n或 3? n中的最大值減最小值。 k或 反映了各因素的水平對(duì)實(shí)驗(yàn)考核指標(biāo)影響的大小。 2） 正交實(shí)驗(yàn)的直觀分析方法 正交實(shí)驗(yàn)的直觀分析具有結(jié)論直觀明顯，通俗易懂，計(jì)算簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而且是正交實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常運(yùn)用、不可缺少的一步，其基本方法如下： （ 1） 直接對(duì)實(shí)驗(yàn) 指標(biāo)進(jìn)行比較，挑選出實(shí)驗(yàn)指標(biāo)最好的因素水平組合。正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是利用這兩條原理設(shè)計(jì)的正交表來(lái)安排實(shí)驗(yàn)，達(dá)到減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)，提高實(shí)驗(yàn)效率的目的。其優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)驗(yàn)次數(shù)少、分析方法簡(jiǎn)單、重復(fù)性好、可靠性高，能夠通過(guò)代表性很強(qiáng)的少數(shù)實(shí)驗(yàn)，摸清各因素對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的影響情況，確定諸因素的主次，找出最優(yōu)的參數(shù)組合?？梢?jiàn)，該方 法也依賴(lài)于塑性段切線(xiàn)的確定，與切線(xiàn)交點(diǎn)方法一樣，由于某些情況下塑性部分切線(xiàn)不唯一，則零曲率點(diǎn)的確定也存在較大的誤差。極限載荷 義為引起 %永久應(yīng)變的載荷。 (7) 最大環(huán)向主應(yīng)變倒數(shù)外推法 該法是由 Nielse提出的，其理論根據(jù)是當(dāng)構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)，應(yīng)力最高點(diǎn)的最大環(huán)向主 應(yīng)變值趨于無(wú)窮大，而其倒數(shù)將趨近于零。極限載荷 P?定義為 Pε 曲線(xiàn)和兩倍彈性斜率線(xiàn)之交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的 載荷值，見(jiàn)圖 21(b)所示。 (2) 切線(xiàn)交點(diǎn)準(zhǔn)則 該準(zhǔn)則是由 Save提出的，具體的做法為：分別作出 Pε(載荷 — 應(yīng)變 )曲線(xiàn)或 Pω（載荷 — 位移）曲線(xiàn)的彈性 部分和塑性流動(dòng)部分的切線(xiàn)，則極限載荷 Pt定義為與雙切交點(diǎn)處相應(yīng)的載荷值。 (1) 兩倍彈性變形準(zhǔn)則 該準(zhǔn)則用在 ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范第Ⅲ篇 1974年版中。 確定極限載荷的準(zhǔn)則 理論極限載荷定義為與極限狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的載荷，在此載荷作用下，即使載荷 不再增加，而結(jié)構(gòu)的變形將無(wú)限地增加，從而失去承載能力。數(shù)值分析方法 第 二章 極限載荷的分析與數(shù)據(jù)處理方法 9 求解極限載荷，是利用數(shù)值計(jì)算得出載荷 — 變形曲線(xiàn)，然后利用各種極限載荷準(zhǔn) 則確定結(jié)構(gòu)的極限載荷。但解析分析法主要適用于較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的求解往往無(wú)能為力， 對(duì)于多數(shù)較復(fù)雜的工程實(shí)際問(wèn)題，如不通過(guò)簡(jiǎn)化處理，是不可能得到極限載荷的 解析解。由于實(shí)際材料進(jìn) 入塑性變形階段后，其應(yīng)力 — 應(yīng)變關(guān)系是非線(xiàn)性的，因此計(jì)算時(shí)往往采用近似的 方法，即只計(jì)算結(jié)構(gòu)的極限載荷而不考慮其變形過(guò)程，這種方法叫極限分析方法。 本章 小結(jié) 局部減薄管道極限載荷的確定，對(duì)于評(píng)價(jià)管道極 限承載能力是十分重要的。 （ 3）提出含減薄缺陷的 彎管的安全評(píng)定的工程方法。 但對(duì)含局部減薄彎管在組合載荷作用下的極限載荷的研究甚少，同時(shí)對(duì)含局第一章 緒論 7 部減薄缺陷的彎管安全評(píng)定的規(guī)范尚未形成，因此很有必要在這 一方面開(kāi)展深入的研究。 i． m≤ ，含小面積局部減薄的彎管為整體屈服失效，含面積局部減薄的彎管為局部屈服失效。／ Di)集中在 ，彎曲半徑與直徑比 (r／ Di)則集中在 l到 3范圍內(nèi)。 他提出了塑性極限載荷影響因素的化簡(jiǎn)和參數(shù)選擇的方法。當(dāng)彎管發(fā)生橢圓化，如果長(zhǎng)軸 在彎管軸線(xiàn)平面的垂直線(xiàn)方向，則橢圓截面彎管的極限內(nèi)壓比橢圓化前的圓截面彎管的極限內(nèi)壓大；如果長(zhǎng)軸在彎管軸線(xiàn)平面內(nèi)，則橢圓截面彎管的極限載荷比橢圓化前的圓截面彎管的極限內(nèi)壓小。 其中他推導(dǎo)出了內(nèi)壓、彎矩作用下的極限載荷的公式。 Chattopadhyay也研究了內(nèi)壓對(duì)彎管極限彎矩的影響，其材料性能采用的是真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)。 （ 3）多種載荷作用下彎管極限載荷的研究概況 Shalaby、 Mourad 和 Younan 等人采用有限元方法分析了內(nèi)壓對(duì)彎矩作用下彎管 彈塑性行為的影響，內(nèi)壓與彎矩聯(lián)合作用下的極限載荷。此載荷隨彎管彎曲系數(shù) λ 的增加而增加。 Kitching等使用殼的雙矩弱作用的極限條件，得到任意彎管幾何因子 λ 下的塑性極限彎矩 Mo ? ?Rrtr f / Mo 3/22 ?? ? ? ??? Rr (13) 此式不僅與 λ 有關(guān)還與相對(duì)彎曲半徑 R / r有關(guān)。他采用彈性殼理論和塑性下限定律計(jì)算出此彎矩的下限值： 3/22 Mo ?? ?ftr，適用于 λ。幾何和材料 的非線(xiàn)性相互作用不僅會(huì)促成彎管的塑性破壞，而且彎管的極限載荷低于直管的極限載荷。受平面內(nèi)彎矩作用的彎管，橫截面極易發(fā)生橢圓化變形，從而產(chǎn)生周向彎曲應(yīng)力。 此式為采用 Tresca 屈服準(zhǔn)則和極限交互作用屈服準(zhǔn)則在彎曲系數(shù) 0Rt2 ?? r?時(shí)的漸進(jìn)解。韓良浩研究了各種載荷作用下局部減薄管道的極限載荷，考察了多個(gè)局部減薄之間的干涉，并采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)內(nèi)壓作用下含局部減薄管道的極限載荷進(jìn)行了預(yù)測(cè)，對(duì)局部減薄管道的失效模式進(jìn)行了識(shí)別。 國(guó)內(nèi)外研究的概況 直管極限載荷的研究概況 數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)研究是管道極限載荷研究的主要手段。 為了充分發(fā)揮管道的承載能力，現(xiàn)行的設(shè)計(jì)理論允許管道發(fā)生局部的塑性變形，因此塑性極限載荷的研究計(jì)算對(duì)于壓力管道的設(shè)計(jì)和安全評(píng)估具有重要的參考價(jià)值。 torque 。 for local thinning elbow under closing moment, affecting its carrying capacity is mainly the hoop length of localized thinning, the depth followed, the axial length with minimal impact on the carrying capacity。 （ 2） 對(duì)于承受內(nèi)壓的局部減薄彎管，影響其承載能力的主要是局部減薄的深度，軸向減薄長(zhǎng)度的影響次之，環(huán)向減薄長(zhǎng)度對(duì)承載能力影響最小 ； 對(duì)于承受面內(nèi)閉合彎矩的局 部減薄彎管，影響其承載能力的主要是環(huán)向減薄長(zhǎng)度，局部減薄深度的影響次之，軸向減薄長(zhǎng)度對(duì)承載能力影響最小 ； 對(duì)于承受扭矩的局部減薄彎管，影響其承載能力的主要是軸向減薄長(zhǎng)度，環(huán)向減薄長(zhǎng)度的影響次之，局部減薄的深度影響最小。 20xx 屆 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目： 含局部減薄缺陷彎管的極限載荷研究 學(xué) 院： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 過(guò)程裝備與控制工程 班 級(jí)： 控制 0904 班 姓 名： 崔鵬 指導(dǎo)教師： 周 昌 玉 起訖日期： — 20xx 年 6 月 南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)論文 I 含局部減薄缺陷彎 管 的極限載荷研究 摘要 彎管是管道系統(tǒng)的主要構(gòu)件，在受壓管道系統(tǒng)中受載復(fù)雜，是系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下 ： （ 1） 建立了含減薄缺陷彎管的三維有限元計(jì)算模型，給出了適合本課題需要的有限元前處理及計(jì)算程序。 關(guān)鍵詞： 極限載荷 彎管 局部減薄 扭矩 有限元分析 ABSTRACT II Limit Load Analysis of Elbow with Local Wall Thinning Defects ABSTRACT Elbows are often considered to be the critical ponents in a pipe system, which have to bear the plex loads and bee the weakest part of the pressure piping system. Local thinned area is one of mon defects in elbows. Many of literatures on research of LTA primarily addresses to application in straight pipe and less work relates to elbow. And at present, local wallthinning pipeline research is also limited to being under the action of internal pressure, bending moment. For local wallthinning pressure piping under the action of torque load, the limit load and failure assessment is less studied, resulting in the lack of theoretical basis on the failure assessment of pressure pipe with local wall thinning defect under the action of torque load in the practical engineering application. Finite element analysis was adopted in this paper. It studied the limit load analysis of elbow with local wall thinning defects under the action of single internal pressure, single bending moment, single torque, and studied in detail the effect of local wall thinning defects on the limit load. It provided LTA engineering evaluation with a strong this paper, the main research contents and conclusions are as follows: (1) This paper established the threedimensional finite element models of elbows with local wall thinning defects and given finite element preprocessing and calculation procedures suitable for this task. (2) For local thinning elbow under internal pressure, affecting its carrying capacity is mainly the depth of localized thinning, the axial length followed, the hoop length with minimal impact on the carrying capacity。 local wall thinning 。在眾多的管