李海洋，郭延军，王 鲁，许 辉，郦晓慧

(华电电力科学研究院有限公司，杭州 310030)

0 引言

在火电厂管道系统中，三通是其中一种重要的构件[1]，其为管系载荷的集中部位，除受内压作用外，还受到轴向力、扭矩、弯矩的作用[2]。三通相当于在主管上开孔，并接入支管。由于支管与主管相贯使结构不连续，导致在三通管线相贯线拐角处造成极大的应力集中，形成高应力区[3-5]。

三通管件本身的成本不高，但是因失效引起的停机和事故所带来的经济损失往往是巨大的[6]。目前，轩福贞等[7-8]研究学者通过有限元对三通管件进行应力分析表明，三通的应力集中区在肩、腹部位置，且改变圆角半径能有效降低应力集中。承压设备表现出高温、高压、大型化、重载等极端化趋势，并随着传统应力分类方法的弊端日益突显[9]，使得结构性能特征和承载潜力的安全性分析与设计受到学术界重视[10]。ALASWAD等[11]采用有限元和响应面法，对T型管成形过程进行多目标优化，将工艺参数作为设计变量，研究了设定的变量因素对厚度减小和胀起高度的影响；朱书建等[12]采用正交试验方法并结合有限元仿真分析，对T型三通进行优化。

本次研究基于有限元分析软件[13]，并用图像方法将三通的应力分布状态转化为三维图像，其中像素值的大小就是应力值大小；通过图像处理方法对管件的应力集中区域进行提取，并从应力集中区域的体积大小、应力分布、局部最大等效应力、应力集中系数及应力集中区域的形状等方面进行分析及安全评估。……