壓力管道結(jié)構(gòu)有限元分析及安全技術(shù):本書采用理論分析與軟件分析相結(jié)合的方法對涉及壓力管道技術(shù)問題的分析方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，使用了ABAQUS軟件和ANSYS Workbench 130軟件，對壓力管道進(jìn)行了線性靜力分析、熱應(yīng)力分析、流固耦合分析、動(dòng)態(tài)分析，同時(shí)結(jié)合壓力管道的事故案例用有限元法對事故產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析，為避免類似事故的發(fā)生提供依據(jù)。書中所舉的案例全都是實(shí)際壓力管道或相關(guān)的實(shí)例，實(shí)用性強(qiáng)。
本書適合壓力管理，壓力容器設(shè)計(jì)、制造、使用、維修的工程技術(shù)人員使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)師生參考。

第1章壓力管道概況1
1.1國內(nèi)外壓力管道的安全形勢及監(jiān)察體系1
1.1.1國內(nèi)壓力管道安全形勢1
1.1.2壓力管道安全監(jiān)察體制及工作特點(diǎn)3
1.2壓力管道的監(jiān)察范圍及分類、構(gòu)成7
1.2.1壓力管道的安全管理與監(jiān)察范圍7
1.2.2壓力管道的分類7
1.2.3壓力管道的構(gòu)成9
1.3壓管道安全技術(shù)的現(xiàn)狀及展望13
1.3.1壓力管道安全技術(shù)現(xiàn)狀13
1.3.2壓力管道安全技術(shù)展望21
第2章有限元概述及在壓力管道方面的應(yīng)用23
2.1有限元概述23
2.1.1有限元的基本概念23
2.1.2ANSYS有限元軟件簡介25
2.1.3ABAQUS有限元軟件簡介26
2.2有限元的基礎(chǔ)理論28
2.2.1結(jié)構(gòu)靜力學(xué)問題的有限元法28
2.2.2結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)問題有限元方法37
2.2.3結(jié)構(gòu)非線性有限元法39
2.2.4熱傳導(dǎo)問題有限元法43
2.2.5流體力學(xué)分析有限元法50
第3章壓力管道的強(qiáng)度及應(yīng)力分析55
3.1壓力管道的載荷和應(yīng)力分類55
3.1.1載荷55
3.1.2應(yīng)力分類55
3.1.3一般壓力管道應(yīng)力需用值的限定56
3.2壓力管道的強(qiáng)度分析58
3.3壓力管道強(qiáng)度有限元分析實(shí)例63
3.3.1彎管的有限元強(qiáng)度分析63
3.3.2三通強(qiáng)度有限元分析71
3.3.3斜接彎管強(qiáng)度有限元72
3.3.4異徑管強(qiáng)度有限元分析73
3.3.5不同單元性能的比較74
第4章壓力管道振動(dòng)分析76
4.1壓力管道的振源分析及振動(dòng)類型76
4.2往復(fù)式機(jī)械進(jìn)、出口管道的振動(dòng)分析77
4.2.1平面波動(dòng)理論78
4.2.2轉(zhuǎn)移矩陣79
4.2.3氣柱固有頻率與共振管長81
4.2.4氣流脈動(dòng)83
4.2.5管道的固有頻率與減振85
4.3管道的動(dòng)態(tài)分析實(shí)例87
4.3.1管系的頻率提取分析87
4.3.2管系瞬時(shí)模態(tài)動(dòng)態(tài)分析94
第5章壓力管道焊縫的殘余應(yīng)力分析100
5.1焊縫殘余應(yīng)力的分布100
5.1.1橫向應(yīng)力100
5.1.2縱向應(yīng)力101
5.1.3厚板中的殘余應(yīng)力102
5.1.4圓筒縱焊縫、環(huán)焊縫中的殘余應(yīng)力104
5.2殘余應(yīng)力對管道的影響105
5.2.1殘余應(yīng)力對疲勞特性的影響106
5.2.2焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)剛度的影響108
5.2.3焊接殘余應(yīng)力對靜載強(qiáng)度的影響110
5.2.4焊接殘余應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕開裂的影響110
5.2.5焊接殘余應(yīng)力的消除112
5.3焊接殘余應(yīng)力的有限元分析114
5.3.1問題描述114
5.3.2模型的創(chuàng)建115
5.3.3定義材料、截面屬性和裝配件116
5.3.4設(shè)置分析步117
5.3.5定義溫度場117
5.3.6定義邊界條件117
5.3.7網(wǎng)格劃分118
5.3.8提交分析作業(yè)119
5.3.9后處理120
第6章壓力管道的流體動(dòng)力學(xué)分析122
6.1流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)122
6.1.1理想流體運(yùn)動(dòng)的微分方程122
6.1.2質(zhì)量守恒方程123
6.1.3動(dòng)量守恒方程124
6.1.4能量守恒方程124
6.1.5湍流模型124
6.2流體動(dòng)力學(xué)分析的流程125
6.3基于Fluent的彎管的流體動(dòng)力學(xué)分析126
6.3.1問題描述126
6.3.2啟動(dòng)Workbench并建立分析項(xiàng)目(Fluent)126
6.3.3導(dǎo)入幾何體127
6.3.4劃分網(wǎng)格128
6.3.5網(wǎng)格檢查與處理133
6.3.6設(shè)置物理模型和材料135
6.3.7設(shè)置操作環(huán)境與邊界條件136
6.3.8設(shè)置求解方法和控制參數(shù)138
6.3.9設(shè)置監(jiān)視窗口和初始化139
6.3.10求解和退出141
6.3.11計(jì)算結(jié)果的后處理142
6.3.12保存與退出146
6.4基于CFX的彎管流體動(dòng)力學(xué)分析147
6.4.1建立分析項(xiàng)目(CFX)147
6.4.2劃分網(wǎng)格(CFX)148
6.4.3設(shè)置網(wǎng)格分析類型149
6.4.4設(shè)置流體域參數(shù)150
6.4.5設(shè)置邊界條件152
6.4.6設(shè)置求解器154
6.4.7設(shè)置輸出控制155
6.4.8運(yùn)行求解器157
6.4.9計(jì)算結(jié)果的后處理157
6.4.10保存與退出157
第7章壓力管道的事故分析160
7.1壓力管道的破壞形式160
7.1.1壓力管道破壞形式的分類160
7.1.2壓力管道破壞的分析方法160
7.2幾種常見壓力管道破壞形式的破壞過程161
7.2.1韌性破壞161
7.2.2脆性破壞164
7.2.3腐蝕破壞166
7.2.4疲勞破壞171
7.2.5蠕變破壞173
7.3壓力管道的事故分析174
7.3.1事故的現(xiàn)場處理175
7.3.2技術(shù)檢驗(yàn)和鑒定176
7.3.3事故綜合分析177
7.4事故案例有限元分析180
7.4.1埋地天然氣管道斷裂故障診斷分析180
7.4.2循環(huán)流化床鍋爐過熱器爆管診斷分析184
第8章在用壓力管道的安全管理和定期檢驗(yàn)188
8.1壓力管道安全管理的工作要點(diǎn)及主要措施188
8.1.1壓力管道管理機(jī)構(gòu)與職責(zé)188
8.1.2壓力管道的檔案管理190
8.1.3壓力管道狀況分析和參數(shù)的統(tǒng)計(jì)191
8.2壓力管道的定期檢驗(yàn)191
8.3壓力管道的檢驗(yàn)方法193
8.3.1資料審查194
8.3.2宏觀檢查194
8.3.3測厚檢驗(yàn)194
8.3.4無損檢測195
8.4壓力管道的定期檢驗(yàn)方案優(yōu)化及修理后檢驗(yàn)199
8.4.1壓力管道的定期檢驗(yàn)方案優(yōu)化199
8.4.2壓力管道的修理后檢驗(yàn)201
8.4.3壓力管道未焊透缺陷安全評(píng)定202
8.4.4壓力管道腐蝕減薄后的評(píng)價(jià)204
8.5公用管道的檢驗(yàn)205
8.5.1公用管道年度檢驗(yàn)的項(xiàng)目與要求205
8.5.2公用管道全面檢驗(yàn)的項(xiàng)目和要求206
8.5.3管道內(nèi)檢測209
參考文獻(xiàn)210