天然气长输管道焊接残余应力模拟及分布规律研究

以有限元软件ABAQUS为基础,采用热一力顺次耦合计算程序,对某天然气长输管道工程金口与变壁厚口焊接进行了数值模拟和残余应力分析。结果表明,焊接接头存在应力集中现象,内外壁米塞斯应力水平较高(第四强度理论),法向应力整体较小且分布均匀;纵向应力集中分布在整个焊接接头,并沿管道轴向呈降低趋势。对于17.5mm壁厚管道金口和30.4mm壁厚管道焊接接头,横向应力最大值位于焊趾处。对于17.5~21mm变壁厚管道和17.5~26.2mm变壁厚管道焊接接头,随着壁厚差的增大,呈外表面高应力区沿厚壁管道方向扩展、内表面高应力区沿薄壁管道和管道厚度两个方向扩展的趋势。17.5~21mm变壁厚管道焊接接头横向应力最大值位于焊趾处,17.5~26.2mm变壁厚管道焊接接头横向应力最大值位于焊根处。