BULLETIN 482-2003
高温クリープ管エルボおよびエルボ用の特殊有限要素

規格番号

BULLETIN 482-2003

制定年

2003

出版団体

WRC - Welding Research Council

最新版

BULLETIN 482-2003

範囲

クリープ範囲におけるコンポーネントの残りの寿命は、加えられる応力に非常に影響されます。 特にシーム溶接された配管システム@の有意義な寿命推定には、正確な応力解析が不可欠です。 そこでは、システム負荷が長手方向および周囲溶接部の寿命に大きな影響を与えることが示されています。 一般的な市販の配管プログラムでは、単純なビーム有限要素 @ が使用されていますが、実際の配管システムで発生する可能性のある応力分布を適切に特徴付けることはできません。 溶接配管システムの寿命予測における高度な作業をサポートするには、最も複雑な配管システムであっても、クリープや緩和による変位を調査する優れた応力解析ツールを開発する必要がありました。 ここで説明する方法論は、そのような寿命評価プログラムの開発に必要でした。 配管システムの形状と負荷が複雑なため、システム全体の詳細な 3 次元有限要素解析は不便です。 これは、楕円化や反りなどの複雑な変形モードを経験する配管エルボにとって特に困難です。 配管システムの応力解析を効果的かつ経済的に実行する必要があるため、多数の特殊な有限要素が開発されました。 バーテとアルメイダは、シンプルで効果的なエルボ要素を最初に開発しました。 この要素はビーム モデル @ から始まり、湾曲したパイプの楕円化はフォン カルマンの研究に従って有限フーリエ級数によって記述されます。 この要素にはいくつかの制限があり、熱負荷下のエルボの応答を適切に記述していませんでした。 さらに、圧力荷重は、Bathe-Almeida 要素に明示的に含まれていませんでした。 最近、Yan は Bathe-Almeida 要素を拡張して、熱負荷と圧力負荷の下での配管エルボの挙動をより正確に記述しました。 また、Militello と Huespe の作業を実装して、断面の反りを統合しました。 これらの最近の開発を統合することにより、エルボと直管セクションの両方のための洗練された有限要素が開発されました。 このレポートでは、エルボ要素と直管要素を定義する式を示します。 楕円化@ワーピング@と圧力効果がどのように統合されるかを示しています。 エルボ要素の有効性を評価するために、シェル要素とブリック要素で構成される 3D 有限要素モデルに対するさまざまなタイプの荷重下でのこの要素の応答が比較されます。 これらの結果は、この特定の要素がクリープ範囲で配管構造全体を解析できる可能性を示しています。

BULLETIN 482-2003 発売履歴

• 2003 BULLETIN 482-2003 高温クリープ管エルボおよびエルボ用の特殊有限要素