弯头的发展前景

       中国已经是世界上最大的建筑材料生产国和消费国。主要建材产品水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷、石材和墙体材料等产量多年居世界第一位。同时，建材产品 质量不断提高，能源和原材料消耗逐年下降，各种新型建材不断涌现，建材产品不断升级换代。沧州管道装备制造业基础雄厚。现有生产企业3200多家，其中规 模以上（销售收入500万元以上）企业222家，从业人员12.4万人。主要产品有各种特钢、不锈钢、碳钢等多种口径的无缝钢管、低中高压锅炉管、石油钻 探管等钢管；各种三通、四通、阀门、异径管等弯头管件；各种不锈钢法兰、锻造法兰；各种管架、仪表、石油防井喷器等管道配件；各种聚乙烯管、聚丙烯管等塑 料管道，共16大类370多个品种3500多种规格。制造工艺主要采用热轧直缝焊、螺旋双面埋弧焊、锻打、锻压、中频推制、冷成型、热挤压等，管道最大加 工直径2020毫米。产品广泛应用于市政、石油化工、西气东输、船舶及核电等工程领域，年设计加工能力2500万吨。2010年规模以上企业实现工业增加 值130亿元，同比增长31.7%，占全部规模以上企业增加值的16.1%。沧州管道装备制造业正向"三上"（上规模、上水平、上装备）和"三高"（高 端、高压、高附加值）的目标迈进，力促管道装备制造业能力达到3000万吨。沧州将成为国内外知名的"管道装备制造与研发基地"和"管道装备之都"。"十 一五"规划基建投资已棋至中盘，公路、铁路等基础设施建设投资的爆发增长和普通民用建筑投资的平稳增长，使建筑行业正处在景气上行阶段。同时，在建设节能 社会和国家加强自主创新能力的背景下，节能和技术创新主题将是行业的发展热点。塑料管件及管道再一次掀起管件热潮。
　　13局部减薄弯头的极限载荷研究
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　　局部减薄是弯头常见的缺陷，但国内外对此类缺陷的研究主要针对直管，对弯头局部减薄的研究少有文献报道。本文通过详细的有限元计算和理论分析，研究了 在内压和弯矩作用下局部减薄对弯头极限承载能力的影响，以及内压作用下多局部减薄的相互干涉效应和弯矩作用下直管对弯头极限载荷的加强作用，并进行了部分 实验验证，得到了以下研究成果：
　　1.用有限元方法对内压作用下局部减薄弯头的极限载荷进行了系统地分析和计算，得出局部减薄弯头的极限压力与局部减薄的直管不同，弯头的极限压力不仅 取决于局部减薄大小，还与局部减薄位置和弯曲半径有关，如采用局部减薄直管的计算方法评定弯头，则会得出不安全或过于保守的结果；同时减薄宽度对极限载荷 的影响也不可忽略。在有限元分析的基础上给出了局部减薄弯头极限压力的计算公式，公式计算结果与有限元计算和实验结果都相当吻合并偏安全，计算公式可以实 际应用于局部减薄弯头的安全评定，补充了该项研究的空白。
　　2.通过有限元分析，研究了在内压下多局部减薄之间的相互干涉效应，研究表明多局部减薄的相互影响不仅与间距有关，还与减薄深度有关。指出减薄深度较 浅时，轴向局部减薄间距大于2倍壁厚，双局部减薄的极限载荷与单个局部减薄的极限载荷基本相同；当减薄深度较深，轴向局部减薄间距大于4倍壁厚时，双局部 减薄的极限载荷与单个局部减薄的极限载荷基本相同，补充了现有研究的不足。
　　3.通过有限元计算，研究了相连直管对弯头极限弯矩的加强作用，指出与弯头相连的直管会使弯头的极限弯矩增大，弯曲半径不同时，弯头极限载荷增加量不 同。当相连直管长度大于3倍管径时，直管对弯头的强化作用不再增加。该项研究补充了直管对弯头加强作用研究的不足。
　　4.通过有限元分析详细研究了局部减薄对弯头极限弯矩的影响，得出面内弯矩作用下局部减薄弯头极限弯矩的大小与减薄位置、减薄尺寸及弯曲半径有关。研 究表明在弯矩作用下，几何非线性的影响是显著的。在内壁局部减薄和大变形有限元分析的基础上，给出面内弯矩作用下局部减薄弯头极限弯矩的计算公式，计算结 果可以较准确并偏保守地反映出有限元计算结果，并与实验结果相符。该项研究填补了这一领域的空白。