基于有限元的三通管应力分析与强度评定

翁剑成，谢煌生

（龙岩学院物理与机电工程学院机电系，福建 龙岩 364102）

基于有限元的三通管应力分析与强度评定

翁剑成，谢煌生

（龙岩学院物理与机电工程学院机电系，福建 龙岩 364102）

通过三通的有限元分析，获得了内压作用下三通的应力分布特性;依据ASMEⅧ-Ⅱ《美国压力容器规范分析》进行应力强度评定，工程应用表明，采用有限元分析软件能很好地解决设备开孔产生的应力问题，特别是当管口承受复杂外载荷情况下的应力计算。

有限元;应力分析;强度评定

三通是管道系统中的常用部件，不仅仅是管道改向和物料分流的重要结构，而且是一种重要的柔性元件，能够有效消除管系中因温差和安装尺寸偏差等原因造成的应力，与管道中直管道相比，三通属于大开孔结构，存在几何形状不连续因素，在相贯线的拐角处会形成极大的应力集中，致使在正常的工作条件下，该处也可能达到屈服，根据分析设计方法的观点，结构的一点或局部进入塑性屈服并不导致破坏，容器中各种应力对其强度的影响各不相同，要想设计既经济合理，又安全可靠，就应当科学地对应力进行分类，并按不同的设计准则予以限制[1]。

1 有限元模型的建立

在建模上考虑到结构、外载及约束上的对称性，采用了简化形式，建立了1／4模型，如图1所示，在网格划分上采用三维20节点六面体单元solid 95，为了确保计算结果的精确度，网格应尽可能规整、均匀，为此整个模型网格通过一些处理采用映射划分，模型中共有29487节点，共有26688单元，网格划分如图2。……