内压作用下等壁厚过渡及等圆角过渡三通塑性极限分析

为了保证采油树的安全运行,采用弹塑性有限元方法,对采油树结构中常用的管件三通的极限载荷开展研究。国产采油树三通的相贯区域均有一定的壁厚加厚现象,通过采用两种过渡方法(等壁厚过渡和等圆角过渡)分析壁厚的影响。研究内容如下:分析了三通的失效形式,并确定了不同影响因素包括两种圆角过渡方法、主管径厚比及铸造圆角值对三通极限载荷均有一定程度的影响;建立了覆盖常用主管径厚比、铸造圆角及两种铸造方法的极限内压数据库;确定了两种过渡方法的优劣性及最佳铸造圆角值,得到了三通的影响因素曲线及工程估算公式;最后,通过试验验证了仿真的合理性。该研究结果可为三通的结构选型及设计优化提供参考依据。