刘 柯，邵大伟

（沈阳市特种设备检测研究院， 辽宁 沈阳110000）

压力管道广泛应用于石油、城市天然气、化工、核能源等工业领域，担负着输送易燃、易爆、腐蚀、有毒及放射性介质的重要任务，在国民经济中占有重要地位。三通管件是城市燃气管道系统中的重要元件，与直管相比，三通的形状更加复杂，由于拐角、不等壁厚等几何不连续及开孔等原因，造成了很大的应力集中，使得即使在工作压力下，三通相贯区也有可能产生局部的屈服。

同时，在管道运行中，由于腐蚀、冲蚀、机械损伤以及对表面裂纹打磨等会引起管壁产生局部减薄缺陷。这类体积型缺陷的存在，会降低管道的承载能力，诱发破坏事故的产生，影响管道的完整性及安全运行。因此对三通的完整性研究是非常重要的。管道最常见的失效形式是塑性失效，现有的管道失效评价规范ASMEB31G-2009[1]、加拿大管道规范CSA-Z 184-M86[2]都是针对内压作用下直管管壁的局部减薄，对三通的局部减薄的安全评定没有作出规定。

ANSYS 软件是融结构、流体、热、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，由世界上最大的有限元分析软件公司美国 ANSYS 公司开发。

ANSYS 软件可广泛应用于核工业、石化、机械、电子、土木工程等一般工业及科学研究。它能与多数CAD 软件如Pro /Engineer、NASTRAN、AutoCAD软件等实现数据共享和交换。

本文就使用ANSYS软件采用塑性失效有限元，考虑材料非线性和集合非线性，对钢制三通管件受内压和极限弯矩作用下失效模式的相关问题加以探讨，介绍使用 ANSYS 软件进行结构分析的思路、基本步骤及三通失效模式评价方法。……