管口力矩初步算法

关于热力管道布置与应力计算思考分析摘要：热力管道布置的任务是根据系统图和规程规范布置管道，并保证管道系统具有足够的稳定性和柔性，防止由于热膨胀、管道自重、地震、风载和水锤或管道自身支吊架受限而发生下列情况：应力过大或金属疲劳而引起管道破坏；管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行；管道振动过大；管系运行一段时间后整体下沉等。

因主蒸汽管道、主给水管道设计在热力管道布置与应力计算分析中比起其它汽水管道来更具有代表性，因此本文主要以这两种管道的设计来进行论述，以供参考。

关键词：管道布置；支吊架设置；应力计算；受力分析1管道布置热力管道的布置除应满足相应的规程规范的要求外，还应尽量考虑管道的自然补偿能力。

其主要原则是：调整管道的走向，以增强整个管道的柔性；利用弹簧支吊架放松约束；改变接口设备布置等。

对于复杂管道可用固定点将其划分成几个形状较为简单的管段，如L形、π形、Z形等管段。

确定管道固定点位置时，应使两固定点之间的管段能够自然补偿或者通过补偿器补偿。

1.1管道的荷载管道荷载包括：重力荷载，包括管道自重、保温重、介质重、积雪重等；压力荷载，包括内压力和外压力；位移荷载，包括管道热胀冷缩位移、端点附加位移等。

1.2管道端点的附加位移在管道柔性设计中，除考虑管道本身的热胀冷缩外，还应考虑管道端点的附加位移；设备热胀冷缩时对连接管道施加的附加位移；不和主管一起分析的支管，应将分支点处主管的位移作为支管端点的附加位移。

1.3管道支吊架间距对于水平连续敷设并承受均布载荷（指管道自重、介质重、隔热材料重、积雪重之和）的管道，分别根据刚度条件和强度条件计算其最大允许间距，取两者之间的最小值作为支吊架允许最大间距。

对于90°弯管的两端支吊架展开最大间距取支吊架允许间距的0.7倍。

管道支吊架间距的确定，实际上就是管系承重支吊架的位置和数量的确定。

1.4管道支吊架的型式管道支吊架的作用是：承受管道的重量荷载；阻止管道发生非预期方向的位移；控制管道的振动、摆动或冲击。

管道设计中关于管道应力的分析与考虑摘要：管道应力分析应该保证在设计的条件下有足够的柔性，为的是防止管道因为过度膨胀冷缩、管道自振或者是端点附加位移造成应力问题，在管道设计的时候，一部分管道要求必须进行管道应力分析和相关计算，同时还有一部分管道是不需要进行应力分析的，这种的管道分为两个部分，一种是根据实际的经验或者是已经成功的工程案例，在管道的设计中加上相应的弯管、膨胀节等环节来避免，所以就不需要进行管道应力分析，另一种就是管道的管径比较小，管道比较短，常温常压，不连接设备或者是不会产生振动，所以就不需要进行应力分析，文章就对管道的应力分析进行了详细的介绍说明。

关键词：管道设计应力分析柔性标准一、管道应力分析的主要内容管道应力分析主要分为两个部分，动力分析和静力分析：1、管道应力分析中的动力分析动力分析主要包括了六个方面，第一是管道自振频率的分析，为的是有效的防止管道系统的共振现象；第二是管道强迫振动相应的分析，目的是能够有效的控制管道的振动和应力；第三是往复压缩机（泵）气（液）柱的频率分析，通过对压缩机（泵）气（液）柱的频率的相关分析有效的防止气（液）柱的共振现象发生；第四是往复压缩机（泵）压力脉动的分析，起到控制压力脉动值的作用；第五是冲击荷载作用下的管道应力分析，可以防止管道振动和应力过大；第六是管道地震分析，为防止管道地震应力过大。

2、管道应力分析中的静力分析静力分析包括了六个方面的内容：第一是压力荷载以及持续荷载作用下的一次应力计算，为的是有效的防止塑性变形的破坏；第二是管道热胀冷缩和端点附加位移产生的位移荷载作用下的二次应力计算，通过二次应力分析计算防止疲劳破坏；第三是管道对设备产生的作用力的相应计算，能够防止作用力太大，有效的保证设备的正常运行；第四是对于管道的支吊架的受力分析计算，能够为支吊架的设计提供充足的依据；第五是为了有效的防止法兰的泄漏而对管道法兰进行的受力分析；第六是管系位移计算，防止管道碰撞和支吊点位移过大2、管道应力分析的目的对管道进行应力分析为的就是能够使管道以及管件内的应力不超过许可使用的管道应力值；为了能够使和管道系统相连接的设备的管道荷载保持在制造商或者是国际规定的许可使用范围内；保证和管道系统相连接的设备的管口局部管道应力在ASME Vlll允许的范围内；为了计算管道系统中支架以及约束的设计荷载；为了进行操作的工况碰撞检查而进行确定管道的位移；为了能够尽最大可能的优化管道系统的设计。

管道计算第一章任务与职责1. 管道柔性设计的任务压力管道柔性设计的任务是使整个管道系统具有足够的柔性，用以防止由于管系的温度、自重、内压和外载或因管道支架受限和管道端点的附加位移而发生下列情况；1) 因应力过大或金属疲劳而引起管道破坏；2) 管道接头处泄漏；3) 管道的推力或力矩过大，而使与管道连接的设备产生过大的应力或变形，影响设备正常运行；4) 管道的推力或力矩过大引起管道支架破坏；2. 压力管道柔性设计常用标准和规范1) GB 50316-2000《工业金属管道设计规范》2) SH/T 3041-2002《石油化工管道柔性设计规范》3) SH 3039-2003《石油化工非埋地管道抗震设计通则》4) SH 3059-2001《石油化工管道设计器材选用通则》5) SH 3073-95《石油化工企业管道支吊架设计规范》6) JB/T 8130.1-1999《恒力弹簧支吊架》7) JB/T 8130.2-1999《可变弹簧支吊架》8) GB/T 12777-1999《金属波纹管膨胀节通用技术条件》9) HG/T 20645-1998《化工装置管道机械设计规定》10) GB 150-1998《钢制压力容器》3. 专业职责1) 应力分析(静力分析动力分析）2) 对重要管线的壁厚进行计算3) 对动设备管口受力进行校核计算4) 特殊管架设计4. 工作程序1) 工程规定2) 管道的基本情况3) 用固定点将复杂管系划分为简单管系，尽量利用自然补偿4) 用目测法判断管道是否进行柔性设计5) L型U型管系可采用图表法进行应力分析6) 立体管系可采用公式法进行应力分析7) 宜采用计算机分析方法进行柔性设计的管道8) 采用CAESAR II 进行应力分析9) 调整设备布置和管道布置10) 设置、调整支吊架11) 设置、调整补偿器12) 评定管道应力13) 评定设备接口受力14) 编制设计文件15) 施工现场技术服务5. 工程规定1) 适用范围2) 概述3) 设计采用的标准、规范及版本4) 温度、压力等计算条件的确定5) 分析中需要考虑的荷载及计算方法6) 应用的计算软件7) 需要进行详细应力分析的管道类别8) 管道应力的安全评定条件9) 机器设备的允许受力条件（或遵循的标准）10)防止法兰泄漏的条件11)膨胀节、弹簧等特殊元件的选用要求12)业主的特殊要求13)计算中的专门问题（如摩擦力、冷紧等的处理方法）14)不同专业间的接口关系15)环境设计荷载16)其它要求第二章压力管道柔性设计1. 管道的基础条件包括：介质温度压力管径壁厚材质荷载端点位移等。

弯管⼒矩计算公式弯管⼒矩计算公式 Prepared on 24 November 2020第⼆节管材弯曲管材弯曲⼯艺是随着汽车、摩托车、⾃⾏车、⽯油化⼯等⾏业的兴起⽽发展起来的，管材弯曲常⽤的⽅法按弯曲⽅式可分为绕弯、推弯、压弯和滚弯；按弯曲加热与否可分为冷弯和热弯；按弯曲时有⽆填料(或芯棒)⼜可分为有芯弯管和⽆芯弯管。

图6—19、图6—20、图6—21和图6—22分别为绕弯、推弯、压弯及滚弯装置的模具⽰意图。

图6—19 在弯管机上有芯弯管1—压块 2—芯棒 3—夹持块 4—弯曲模胎5—防皱块 6—管坯图6—20 型模式冷推弯管装置图6—21 V 形管件压弯模1—压柱 2—导向套 3—管坯 4—弯曲型模 1—凸模2—管坯3—摆动凹模图6—22 三辊弯管原理1—轴 2、4、6—辊轮 3—主动轴 5—钢管⼀、材弯曲变形及最⼩弯曲半径管材弯曲时，变形区的外侧材料受切向拉伸⽽伸长，内侧材料受到切向压缩⽽缩短，由于切向应⼒θσ及应变θε沿着管材断⾯的分布是连续的，可设想为与板材弯曲相似，外侧的拉伸区过渡到内侧的压缩区，在其交界处存在着中性层，为简化分析和计算，通常认为中性层与管材断⾯的中⼼层重合，它在断⾯中的位置可⽤曲率半径ρ表⽰(图6—23)。

管材的弯曲变形程度，取决于相对弯曲半径D R 和相对厚度D t (R 为管材断⾯中⼼层曲率半径，D 为管材外径，t 为管材壁厚)的数值⼤⼩，D R 和D t 值越⼩，表⽰弯曲变形程度越⼤(即D R 和D t 过⼩)，弯曲中性层的外侧管壁会产⽣过度变薄，甚⾄导致破裂；最内侧管壁将增厚，甚⾄失稳起皱。

同时，随着变形程度的增加，断⾯畸变(扁化)也愈加严重。

因此，为保证管材的成形质量，必须控制变形程度在许可的范围内。

管材弯曲的允许变形程度，称为弯曲成形极限。

管材的弯曲成形极限不仅取决于材料的⼒学性能及弯曲⽅法，⽽且还应考虑管件的使⽤要求。

对于⼀般⽤途的弯曲件，只要求管材弯曲变形区外侧断⾯上离中性层最远的位置所产⽣的最⼤伸长应变m ax 不致超过材料塑性所允许的极限值作为定义成形极限的条件。

第二节管材弯曲一、材弯曲变形及最小弯曲半径二、管材截面形状畸变及其防止三、弯曲力矩的计算管材弯曲工艺是随着汽车、摩托车、自行车、石油化工等行业的兴起而发展起来的，管材弯曲常用的方法按弯曲方式可分为绕弯、推弯、压弯和滚弯；按弯曲加热与否可分为冷弯和热弯；按弯曲时有无填料(或芯棒)又可分为有芯弯管和无芯弯管。

图6—19、图6—20、图6—21和图6—22分别为绕弯、推弯、压弯及滚弯装置的模具示意图。

仅供学习与参考图6—19在弯管机上有芯弯管1—压块2—芯棒3—夹持块4—弯曲模胎5—防皱块6—管坯仅供学习与参考仅供学习与参考图6—20 型模式冷推弯管装置 图6—21 V 形管件压弯模 1—压柱 2—导向套 3—管坯 4—弯曲型模 1—凸模 2—管坯 3—摆动凹模图6—22三辊弯管原理1—轴2、4、6—辊轮3—主动轴5—钢管一、材弯曲变形及最小弯曲半径管材弯曲时，变形区的外侧材料受切向拉伸而伸长，内侧材料受到切向压缩而缩短，由于切向应仅供学习与参考仅供学习与参考力θσ及应变θε沿着管材断面的分布是连续的，可设想为与板材弯曲相似，外侧的拉伸区过渡到内侧的压缩区，在其交界处存在着中性层，为简化分析和计算，通常认为中性层与管材断面的中心层重合，它在断面中的位置可用曲率半径ρ表示(图6—23)。

管材的弯曲变形程度，取决于相对弯曲半径D R 和相对厚度D t (R 为管材断面中心层曲率半径，D 为管材外径，t 为管材壁厚)的数值大小，D R 和D t 值越小，表示弯曲变形程度越大(即D R 和D t 过小)，弯曲中性层的外侧管壁会产生过度变薄，甚至导致破裂；最内侧管壁将增厚，甚至失稳起皱。

同时，随着变形程度的增加，断面畸变(扁化)也愈加严重。

因此，为保证管材的成形质量，必须控制变形程度在许可的范围内。

管材弯曲的允许变形程度，称为弯曲成形极限。

管材的弯曲成形极限不仅取决于材料的力学性能及弯曲方法，而且还应考虑管件的使用要求。

海洋平台设备管嘴受力校核方法王春霞;董志刚;王学翠【摘要】基于管道应力分析软件CAESAR II介绍了海洋平台常见设备管口载荷的校核方法.根据静设备和转动设备这两类设备的特点并结合具体实例分析了设备管口载荷校核依据及规范要求、管口模拟方法,分析了各种方法的适用范围和可靠性.提出了降低管口载荷的措施,可为管道系统布置提供借鉴.【期刊名称】《石油和化工设备》【年(卷),期】2017(020)004【总页数】5页(P24-28)【关键词】海洋平台;静设备;转动设备;管嘴;CAESARII;校核;模拟方法【作者】王春霞;董志刚;王学翠【作者单位】海洋石油工程股份有限公司,天津 300451;海洋石油工程股份有限公司,天津 300451;海洋石油工程股份有限公司,天津 300451【正文语种】中文当设备管嘴受力过大时，可能引起容器局部变形，甚至由于容器与管道连接开孔处的局部应力过高，造成管嘴生根处开裂[4]。

管道应力分析的目的除了确保管道在运转条件下符合安全外，还需考虑连接设备的管嘴局部应力及荷载是否符合规范标准或厂家的要求，以免造成设备损坏。

海洋平台常见接管设备分为静设备和转动设备。

静设备包括压力容器（塔、卧式容器、过滤器、洗涤器等）；转动设备包括离心泵、离心压缩机、蒸汽透平、往复压缩机等。

本文主要从这两类设备的管口许用载荷的依据、校核工况、CAESAR II管口模拟方法、降低管口载荷措施几方面进行介绍分析。

1.1 许用载荷静设备如压力容器，接口许用载荷的大小与设备壁厚、接管直径、壳体开口形式、管口补强、接管壁厚、设备压力和材料温度等有关。

通常采用许用载荷点设在接管口的法兰面处。

包括三个方向的力和力矩，如图1所示。

本文中采用的是海洋石油工程公司编制的设备管口许用载荷校核表，表格基于两个参数：接管直径和法兰等级。

1.2 校核工况静设备容器管口载荷校核工况如表1所示，是考虑持续工况，各种温度下的操作工况，包括风、地震、安全阀反力、水击力在内的各种偶然载荷在内的最极端工况（L37）。

常用高强度螺栓预紧力和拧紧扭矩(参考)预紧力Fv(kN)及扭紧力矩MA(N·m)计算方式决定施工高强度螺栓扭矩：Ma=1.1 k Pv d式中： k---扭矩系数，此数据由高强度螺栓制造商提供或在安装前实验得到。

通常k=0.11-0.15,详细数据见供货商的质量报告。

Pv---高强度螺栓预拉力， [kN]；d---高强度螺栓直径，mm。

如何确定机螺丝的紧固力矩关于如何紧固螺栓和螺母的文章已经有很多，但如何恰当地紧固机螺丝（Machine Screws）的文章较少。

与如何确保螺栓和螺母的安全连接一样，在紧固机螺丝时，恰当地选择合适的拧紧力矩十分重要。

恰当的、安全的连接直接关系到装配后产品的质量好坏。

因此在紧固机螺丝时，我们应该计算一下合理的拧紧力矩。

紧固机螺丝的这些力矩与紧固螺栓、螺母的力矩相比起来要小得多。

1、机螺丝拧紧力矩的计算常用的计算螺纹紧固件拧紧力矩的公式为：T=D×K×P其中：T：力矩（牛顿?米/英寸?磅1Nm=9 in.1b）D：螺纹的外径（1mm=0.03937 in）K：螺母的摩擦系数（光杆螺栓 K=0.20 镀锌螺栓 K=0.22 上蜡或带润滑螺栓 K=0.10）P：夹紧力（一般是屈服点抗拉强度值的75%）1．1米制机螺丝米制机螺丝（Metric Machine Screws）有不同的强度等级，每个等级都有相应合适的拧紧力矩。

在ISO国际标准中来制机螺丝（Metric Machine Screws）有两个主要的强度等级：4.8级（类似SAE 60M）和8.8级（类似SAE 120M）。

强度等级4.8表示最小的抗拉强度是480MPa，这约等于每英寸70，000磅（即70，000 Psi）。

强度等级8.8表示最小的抗拉强度是880MPa，约等于每英寸127，000磅（127，000Psi）。

米制电镀锌机螺丝拧紧力矩见表1。

1.2 英制机螺丝对于英制机螺丝（Inch Machine Screws）也有不同的强度等级，每个等级都有相应合适的拧紧力矩。

浅谈管道应力分析中管口刚度的算法唐麒【摘要】通过对管道应力分析中管口刚度各种计算方法的介绍和分析,结合设备管口刚度计算的工程实例,总结如何科学合理的计算管口刚度.【期刊名称】《化工设计》【年(卷),期】2018(028)002【总页数】4页(P22-25)【关键词】管口刚度;应力分析;管道;有限元【作者】唐麒【作者单位】中薪油武汉化工工程技术有限公司武汉 430000【正文语种】中文管道应力分析工作的主要内容除了要保证管道系统的一次应力和二次应力在标准许用范围之内外，还要保证管道对设备的作用力和力矩大小在许用范围以内。

通常管道的两端都连接在设备管口处，在计算管口受力的时候必须先计算出管口的热位移和刚度值。

其中管口的热位移可以通过设备的外形尺寸、设备的操作温度和线膨胀系数等参数来确定，也可以直接建立应力模型通过管道应力分析软件计算得出。

热位移容易计算得到，而管口刚度的计算方法却存在多种方式，不容易选择。

可用完全刚性这种非常保守的简化办法，也可以通过管道应力分析软件CAESAR II中自带的WRC297、API650和PD5500这些公报和规范来模拟计算，还可用FEATools、NozzlePro和ANSYS等更加精确的有限元分析软件计算。

如此之多的算法也给工程设计带来了一定的风险和麻烦，因为最终选择哪种计算方法由设计人员来定，可见在进行管道应力分析时，选择管口刚度的计算方法需要慎重的考虑和分析。

1 管口刚度的计算方法将管口刚度模拟成完全刚性是最简单的办法，这是将管口刚度值模拟成无穷大，而忽略设备管口的微小变形，在计算管口受力时会导致非常保守的结果，一般用在操作温度不高或管道柔性较好的情况下，计算出来的力和力矩如果在许用载荷范围内即满足要求；如果超过许可范围就需要考虑设备管口的柔性，对管口刚度进行计算以获得更加准确的管口受力，下面就工程设计中常用的几种管口刚度的计算方法做如下分析。

1.1 Sam Kannappan计算法该方法是通过经验公式来计算设备管口的平面内和平面外两个弯曲刚度，Sam Kannappan公式[1]认为这两个方向的弯矩最容易使设备壁产生变形进而影响管口刚度值，计算公式：Kw=1.745×10-5 EI/D0k式中，Kw为平面内或平面外的弯曲刚度，N·m/度；E为安装状态的弹性模量，MPa；I为管道截面惯性矩，mm4；D0为管道外径，mm；k为柔性因子。

ANSYS、FLENT、ALGOR、ROBOT、CAESAR II、STAAD PRO、3D3S的区别ANSYS和FLOTRAN1、两个软件的关系：ANSYS公司2005年收购fluent，如今在ansys12版本中已集成fluent2、两个软件使用方向不一样：ANSYS用于固体力学，FLUENT专用于流体力学3、ANSYS的FLOTRAN流体模块是基于有限元方法，FLUENT则是基于有限体积法4、对于机械方向，除了流体机械专业，其他专业更多的使用有限元，也就是说，使用ANSYS更多一些。

流体机械专业则两者都要使用。

ansys侧重于固体传热和应力应变分析等，在求解流体问题是，没有FLUENT好使，airpak主要用于气流组织的模拟，可以作为FLUent的前处理软件fluent专门做流体分析的，热流之类的机械和建筑方向肯定要用ansys流动传热的问题建议用fluent，纯导热问题用ansys。

因为ansys的热分析模块只能处理纯传热问题，不计算流场。

ansys的强项在于处理固体问题，流体有关的问题不是它的擅长，是fluent的擅长。

所以楼主的问题属于固壁传热问题，原来的ansys就可以较好的解决。

另外，虽然说ansys先后收购了CFX和fluent这两个软件，但是ansys仅是指ansys本身的软件，不包括上面的两个。

个人看法：暂时不会出新的混合了上述三种的所谓的新ansys，因为从算法上讲，ansys用的是有限元算法，而fluent和CFX用的是有限体积法，所以暂时无法整合到一起。

ALGORALGOR是新一代的CAE分析工具，在汽车、电子、航空航天、医学、军事、电力系统、石化、土木工程、微机电系统、日用品生产等诸多领域中均得到了广泛的应用。

ALGOR核心代码起源于1970年开发的SAP程序，它是由美国加州大学伯克利分校的K.J.Bathe、E.L.Wilson和F.E.Peterson等人共同研制。

【文摘】用来支撑管道的结构叫管道支吊架，管道在敷设时都必须对管子进行固定或支承，固定或支承管子的构件是支吊架。

在机电工程里，管道支架是分布广、数量大、种类繁多的安装工事，同时管道支吊架的设计和安装对管道及其附件施工质量的好坏取决定性作用。

如何采用平安适用、经济合理、整齐美观的管道支吊架是机电安装工程的一个重点。

【关键词】管道布置管道跨距管架分析管架内力计算一、管道的布置对管道进行合理的深化和布置是管道支吊架设计的前提条件。

欲设计平安使用、经济合理、整洁美观的管道支吊架，首先需对管道进行合理的布置，其布置不得不考虑以下参数：1.管道布置设计应符合各种工艺管道及系统流程的要求；2.管道布置应统筹规划，做到平安可靠、经济合理、满足施工、操作、维修等方面的要求，并力求整齐美观；3.在确定进出装置〔单元〕的管道的方位与敷设方式时，应做到内外协调；4.管道宜集中成排布置，成排管道之间的净距〔保温管为保温之间净距〕不应小于 50mm。

5.输送介质对距离、角度、高差等有特殊要求的管道以及大直径管道的布置，应符合设备布置设计的要求，并力求短而直，切勿交叉；6.地上的管道宜敷设在管架或管墩上，在管架、管墩上布置管道时，宜使管架或管墩所受的垂直荷载、水平荷载均衡；7.管道布置应使管道系统具有必要的柔性，在保证管道柔性及管道对设备、机泵管口作用力和力矩不超出过允许值的惰况下，应使管道最短，组成件最少；8.应在管道规划的同时考虑其支承点设置，并尽量将管道布置在距可靠支撑点最近处，但管道外外表距建筑物的最小净距不应小于 100mm，同时应尽量考虑利用管道的自然形状到达自行补偿；9.管道布置宜做到“步步高〞或“步步低〞，减少气袋或液袋。

不可防止时应根据操作、检修要求设置放空、放净。

二、管架跨距管架的跨距的大小直接决定着管架的数量。

跨距太小造成管架过密，管架数量增多，费用增高，故需在保证管道平安和正常运行的前提下，尽可能增大管道的跨距，降低工程费用。

foc算法mos管开关频率
FOC（磁场定向控制）算法是一种用于精确控制电机旋转角度、速度和力矩的方法。

在使用FOC算法控制MOS管开关频率时，可以通过以下方法来提高频率：
减少电容：减少MOS管和电路中的寄生电容，可以加快充放电速度，从而提高开关频率。

增大驱动电流：增大驱动电流可以使电容的充放电速度更快，从而提高开关频率。

优化算法：对FOC算法进行优化，可以提高计算速度和精度，从而提高开关频率。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法来提高MOS管的开关频率，以达到最佳的控制效果。

基于CAESARⅡ的二次应力超标管道应力分析与优化何明;李有佳【摘要】管道承受自身的热胀冷缩,以及来自于相连设备的附加位移作用,当管系比较刚硬时,管口应力会较大,甚至会超标.因此,设计管道时要使其具有足够的柔性.以某管道为例,用经验公式初步判断其柔性是否足够,利用CAESARⅡ软件对管道进行详细的应力校核,用增加Π型弯的方法来解决二次应力超标问题,实现管道的优化设计.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】4页(P155-157,160)【关键词】CAESARⅡ;应力分析;柔性计算;优化设计;Π型弯【作者】何明;李有佳【作者单位】哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨 150046;中国船舶重工集团公司第七〇三研究所,哈尔滨 150078【正文语种】中文【中图分类】TB120 引言发电厂汽水系统（尤其是主蒸汽系统、再热蒸汽系统和主给水系统）的管道具有较高的压力和温度，若发生爆管事故，后果会非常严重。

管道在压力、温度、重力、位移约束以及其他外部荷载的共同作用下，会产生复杂的受力状态。

管道在加工制造和安装时，还可能因工艺处理不当而出现残余应力。

若管道应力过大，或与设备接口力与力矩过大，超过设备与管道的承受范围，就会造成设备与管道的损坏，成为电厂事故。

预先计算管道在各种载荷作用下的应力情况，优化管道设计，保证汽水系统的安全运行对保障电厂的安全运行意义重大。

CAESARⅡ是目前研究管道应力的常用软件，它是以材料力学、结构力学以及有限元法为理论基础，可对管道进行静力分析和动力分析，计算一次应力、二次应力和峰值应力，得到设备管口受力、约束点受力、弹簧选型、约束点位移、管道自振频率等[1-2]。

该软件操作简单，实用性强，广泛应用在化工领域和电力领域。

管道应力分析的步骤为：按介质流向逐个单元地建立管道模型，输入完整的单元基本参数（包含管子的外径、壁厚、长度、材料性能数据；介质的压力、温度、密度；保温层的厚度、密度；水压试验压力），输入合理的管件特征参数（包含阀门、法兰、弯头、异径管、三通、膨胀节），正确加载边界条件（包含附加位移、外部荷载、各类支吊架约束等），检查计算模型，按照载荷类型编辑合理的计算工况组合（包含持续荷载工况、工作状态荷载工况、热胀荷载工况、偶然荷载工况、弹簧工况及其他最不利条件组合的工况），根据荷载类型进行管道静力计算和动力计算，查看并评定计算结果，输出计算结果。