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基于ANSYS核用管道组对变形的有限元分析*

2021-07-12曾庆生

现代机械 2021年3期
关键词:有限元变形分析

刘 俊,曾庆生

(南华大学 机械工程学院,湖南 衡阳 421001)

0 引言

在核电工程中,管道组队环形焊缝是一种常见的焊接接头形式[1]。对于大径管道全位置焊接,传统管道焊接组对都是通过人工来完成,这不仅效率低,焊接质量也达不到焊接要求。核反应堆冷却剂直接流过堆芯,是高温高压的介质,含有高放射性物质,一旦发生主管道破口泄漏,将会对人的身体健康和生态环境等造成严重的危害[2-3]。核电站最容易产生应力腐蚀泄露事故,而焊缝处是最容易遭到破坏的[4]。因此,提高焊接质量是保证核用管道运行安全的关键因素之一。

针对主管道工件尺寸和重量较大、焊接空间狭窄等特点,设计一套激光焊接辅助工装,可用在规定范围内调节中心距,适用不同直径的管道工件,使得管道焊件放置平稳,能够实现快速组对,从而减少人工的参与,降低了现场施工的难度,从而提高焊接质量[5-6]。但是,管道组对焊接时,要对管道进行组对、定位后才能进行焊接。管道组对时,由于管口加工质量、管道局部变形等限制,使管道组对易出现错边、间隙不均、局部间隙过大等问题,这不仅增加了焊接实施的难度,而且容易使焊缝中出现未焊透、夹渣、条形等缺陷,严重影响焊接质量[7-8]。

使管口组对时管口错边量与间隙量达到符合焊接的条件,就能在很大程度上降低焊接难度,也能避免管道焊接过程中出现焊接质量问题[9]。由国内GB50369—2006压力管道标准规范对口错边量的规定:错边量应不大于管道厚度的10%[10]。……

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