多层结构直埋热水供热管道应力原位实验及热—力耦合有限元分析
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-30页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-12页 |
| 1.2 直埋热水供热管道技术的国内外研究现状 | 第12-28页 |
| 1.2.1 管-土相互作用研究 | 第12-19页 |
| 1.2.2 直管段应力分析研究 | 第19-24页 |
| 1.2.3 弯头应力分析研究 | 第24-26页 |
| 1.2.4 其他管件应力分析研究 | 第26-27页 |
| 1.2.5 管道附属结构分析研究 | 第27-28页 |
| 1.3 研究内容 | 第28页 |
| 1.4 研究方法 | 第28-30页 |
| 第二章 直埋供热管道应力分析理论 | 第30-42页 |
| 2.1 失效准则和应力验算 | 第30-33页 |
| 2.1.1 失效准则 | 第30-31页 |
| 2.1.2 许用应力 | 第31-32页 |
| 2.1.3 应力验算方法 | 第32-33页 |
| 2.2 埋管土压力 | 第33-36页 |
| 2.2.1 竖向土压力 | 第33-34页 |
| 2.2.2 侧向土压力 | 第34-36页 |
| 2.3 管道结构及材料性能 | 第36-39页 |
| 2.3.1 管道结构 | 第36页 |
| 2.3.2 材料性能 | 第36-39页 |
| 2.4 土力学模型 | 第39-41页 |
| 2.4.1 弹性模型 | 第39-41页 |
| 2.4.2 塑性模型 | 第41页 |
| 2.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 第三章 直埋供热管道应力原位实验 | 第42-61页 |
| 3.1 测试目的 | 第42-43页 |
| 3.2 应变测试原理 | 第43-45页 |
| 3.2.1 应变测试方法概述 | 第43页 |
| 3.2.2 应变测试电桥 | 第43-44页 |
| 3.2.3 温度对应变测试的影响 | 第44-45页 |
| 3.2.4 管道综合应变 | 第45页 |
| 3.3 应变片热输出标定 | 第45-48页 |
| 3.3.1 测试原理 | 第46-47页 |
| 3.3.2 测试试验台 | 第47页 |
| 3.3.3 应变片温变性能曲线 | 第47-48页 |
| 3.4 应变测试系统 | 第48-51页 |
| 3.4.1 应变测试装置 | 第48-49页 |
| 3.4.2 测点布置 | 第49-51页 |
| 3.5 原位实验结果及分析 | 第51-59页 |
| 3.5.1 管道运行工况应变测试曲线 | 第51-57页 |
| 3.5.2 供水管道摩擦力分析计算 | 第57-58页 |
| 3.5.3 供水管道摩擦系数分析计算 | 第58页 |
| 3.5.4 回水管道摩擦系数分析计算 | 第58页 |
| 3.5.5 实验分析结论 | 第58-59页 |
| 3.6 本章小结 | 第59-61页 |
| 第四章 直埋供热管道热-力耦合有限元模型 | 第61-77页 |
| 4.1 弹性力学基本方程 | 第61-63页 |
| 4.1.1 平衡微分方程 | 第61页 |
| 4.1.2 静力边界条件 | 第61-62页 |
| 4.1.3 几何方程 | 第62页 |
| 4.1.4 物理方程 | 第62页 |
| 4.1.5 方程求解 | 第62-63页 |
| 4.2 物理模型 | 第63-70页 |
| 4.2.1 几何模型 | 第63页 |
| 4.2.2 材料热-力参数 | 第63-67页 |
| 4.2.3 边界条件 | 第67页 |
| 4.2.4 单元选择 | 第67-70页 |
| 4.2.5 管-土接触模型 | 第70页 |
| 4.3 聚氨酯性能参数实验 | 第70-76页 |
| 4.3.1 实验方法 | 第70页 |
| 4.3.2 实验装置 | 第70页 |
| 4.3.3 实验方案 | 第70-72页 |
| 4.3.4 实验结果 | 第72-75页 |
| 4.3.5 聚氨酯性能参数选取 | 第75-76页 |
| 4.4 本章小结 | 第76-77页 |
| 第五章 直埋供热管道热-力耦合有限元分析 | 第77-100页 |
| 5.1 直管段有限元分析 | 第77-86页 |
| 5.1.1 单层管道 | 第77-79页 |
| 5.1.2 多层管道 | 第79-81页 |
| 5.1.3 模拟结果与实验结果的对比 | 第81-83页 |
| 5.1.4 管土作用结果对比 | 第83-86页 |
| 5.2 弯头管段有限元分析 | 第86-92页 |
| 5.2.1 单层弯头管段 | 第86-90页 |
| 5.2.2 多层弯头管段 | 第90-92页 |
| 5.3 三通管段有限元分析 | 第92-96页 |
| 5.3.1 单层三通管段 | 第92-94页 |
| 5.3.2 多层三通管段 | 第94-96页 |
| 5.4 折角管段有限元分析 | 第96-99页 |
| 5.5 本章小结 | 第99-100页 |
| 第六章 直埋供热管道应力验算方法 | 第100-114页 |
| 6.1 直管段应力验算 | 第100-101页 |
| 6.1.1 一次应力 | 第100页 |
| 6.1.2 二次应力 | 第100-101页 |
| 6.2 弯头管段应力验算 | 第101-108页 |
| 6.2.1 一次应力 | 第101页 |
| 6.2.2 二次应力 | 第101-107页 |
| 6.2.3 弯头管段应力变化规律 | 第107-108页 |
| 6.3 三通管段应力验算 | 第108-112页 |
| 6.3.1 一次应力 | 第108页 |
| 6.3.2 二次应力 | 第108-111页 |
| 6.3.3 三通管段应力变化规律 | 第111-112页 |
| 6.4 折角管段应力验算 | 第112-113页 |
| 6.5 本章小结 | 第113-114页 |
| 结论 | 第114-117页 |
| 主要研究结论 | 第114-115页 |
| 本文创新点 | 第115-117页 |
| 参考文献 | 第117-124页 |
| 附录一：ANSYS分析部分命令流 | 第124-132页 |
| 附录1.1 单层管道过渡段弹性土壤作用 | 第124-125页 |
| 附录1.2 单层管道过渡段线性土弹簧作用 | 第125-126页 |
| 附录1.3 单层管道过渡段非线性土弹簧作用 | 第126-128页 |
| 附录1.4 多层管道过渡段非线性土弹簧作用 | 第128-132页 |
| 附录二：数值模拟结果 | 第132-144页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第144-146页 |
| 致谢 | 第146页 |
