国外某油气管道的纵向屈曲计算校核

由于输送工艺的要求，部分油气管道需在高温高压的环境下输送，而高温高压会导致管道产生轴向压缩力。若管道埋设在无黏性土或土壤黏聚力较差的地质环境中，对于陡坡凸起弯曲管段和点支撑缺欠下的管道有可能发生纵向屈曲而变形，从而造成安全隐患或破坏。基于这类弯曲管段和点支撑缺欠两种敷设情况，对管道纵向屈曲的可能性进行分析与校核，并据此给出了这些地段防止管道纵向屈曲的措施。主要措施包括减小管道纵向屈曲的向下力和增加管道上方覆盖层的土抗力，以及加强运营期间管道的位移监测。

宽幅薄规格热轧带钢纵向屈曲变形行为解析研究

对于宽幅热轧带钢板形控制成套技术,完善的带钢屈曲生成机理是高精度板形控制模型建立的必要前提,也是板形质量改进研究的重要基础。针对目前超薄规格宽幅热轧带钢生产时的浪形问题,研究热轧中常见的纵向屈曲变形行为,建立统一形式的高次三角函数描述复杂多变的带钢纵向屈曲应力场和浪形挠曲模态,同时创新性引入局部系数n描述全宽和局部纵向屈曲浪形。根据弹性薄板小挠度理论的能量原理建立纵向屈曲力学模型,获得热轧带钢纵向屈曲的临界屈曲应力表达式,同时运用ABAQUS有限元软件,对纵向屈曲变形行为进行仿真计算,验证解析模型的正确性。最后结合热轧带钢高温特性,考虑分析不均匀分布的温度场、张应力、局部系数等多因素耦合作用对临界屈曲的影响。该解析模型进一步揭示了热轧带钢高次板形生成机理,并能够快速获得不同纵向屈曲浪形的临界屈曲应力,为宽幅薄规格热轧带钢的板形控制提供理论和数据基础,可应用于热轧带钢在线板形控制系统中。

薄宽带材局部纵向屈曲的辛弹性力学求解方法

局部纵向屈曲是普遍存在于薄宽带材生产过程的板形缺陷,是屈曲研究的难点,精确的解析求解方法对局部纵向屈曲形成机理的研究和带材板形质量的提高具有重要意义.论文首先将任意位置的局部纵向屈曲分为带材边部和内部两类,然后采用辛弹性力学方法直接推导得到了局部纵向屈曲区域承受不同边界约束条件时的临界屈曲应力和屈曲挠度函数,最后将辛弹性力学求解结果与有限元方法和相关文献求解结果进行了对比.结果表明:辛弹性力学方法与有限元方法相比具有相同计算精度和更高的计算效率,辛弹性力学方法带材屈曲计算精度高于传统能量法;带材边界的约束条件对临界屈曲应力、屈曲区域几何形状和屈曲挠度函数均存在显著影响,验证了传统能量法求解的不足,有利于提高局部屈曲计算精度,具有在线计算带材屈曲的潜力.

热轧带钢多变量耦合下屈曲变形解析

对于热轧带钢板形控制技术,热轧过程中的带钢纵向屈曲问题是建立高精度板形控制模型的难点。因此,完善的带钢屈曲生成机理是建立高精度板形控制模型的必要条件,也是板形质量改进研究的重要基础。针对目前热轧带钢生产时产生的纵向屈曲变形问题,进行了详细的解析建模研究。首先,为了后续的建模计算更为简便,依据不同屈曲行为,使用高阶多项式来描述沿带钢横向分布的纵向应力场及复杂的屈曲模态。然后,在已获得多项式形式的纵向应力场及屈曲模态的基础下,通过将弹性薄板小挠度理论与能量驻值原理相结合来建立带钢屈曲模型。同时,为了使结果更为精确,贴合实际热轧带钢生产情况,对于临界屈曲的计算,本文创新性引入了三维瞬态温度场。此外,利用有限元软件ANSYS对纵向屈曲变形行为进行仿真试验,将有限元计算结果和解析计算结果进行误差计算,以验证解析模型的正确性。最后,分析了不均匀的温度场、张应力以及带钢几何尺寸等多因素耦合作用对临界屈曲的影响。该解析模型阐明了热轧带钢生产过程中在多变量耦合作用下形成平直度缺陷(屈曲变形)的内在机理,并且能够快速获得不同屈曲浪形下精准的临界屈曲应力,为热轧带钢的板形控制提供理论依据和数据基础。