管道应力分析与工程应用
作　者： 宋岢岢 著
出版时间： 2020

内容简介
　　本书为配管设计（管道设计）参考书，既有系统的管道应力分析理论知识介绍，又有国内外大、中型工程应用实例，同时能够紧密结合*新的现代化工程技术在管道设计中的应用，介绍了现代计算机技术在配管设计中的应用及提高配管设计工作效率的一些技巧，并结合*新版的国内外标准规范，对配管设计应力分析进行了系统的讲解。主要章节包括：配管设计应力分析基本概念、特点，计算机辅助应力分析软件，管道系统静力分析，管道系统动力分析，管道抗震设计，管道荷载计算，管道支吊架设计。本书内容实用、资料新颖、图文并茂，可靠性、权威性、先进性、通俗性相结合，可作为配管设计（管道设计）专业人员的实用技术参考资料和培训教材，也可作为工艺、项目管理、施工等人员的参考用书和高等院校相关专业的实用教学资料。
第一章绪论（1）
第一节管道应力分析的概念（1）
一、管道（配管）设计的概念（1）
二、某管道的热拱问题工程应用（1）
三、大高差管道液击与重力流问题的工程应用（3）
四、蒸汽管道支吊架托空问题的工程应用（4）
五、管道阀门布置位置引起应力问题的工程应用（4）
六、无补偿器无伸缩缝高速列车铁轨技术在管道设计中的工程应用（4）
七、应变与应力（5）
八、笛卡尔（Descartes）坐标系（6）
九、管道的变形（6）
十、管道应力的分类与比较（9）
十一、管道应力分析中的薄壁假设（13）
第二节管道应力分析过程（13）
一、管道应力分析的目的（13）
二、管道应力分析的主要内容——静应力分析和动应力分析（15）
三、管道静力分析与动力分析的关系（16）
四、管道应力分析的工作程序和任务（16）
五、国外工程管道计算机应力分析程序（18）
六、国外工程应力分析设计文件组成（19）
七、使用计算机软件3D模型做管道布置设计的详细应力分析流程图（19）
八、管道设计与工艺专业设计条件的工程应用（19）
九、管道设计与设备专业设计条件的工程应用（20）
十、管道设计与建筑结构专业设计条件的工程应用（20）
第三节确定需要详细应力分析的管道（21）
一、详细应力分析的概念（21）
二、GB 50316对管道柔性计算的范围和方法的规定（21）
三、ASME B31.3和ASME B31.1对管道柔性计算的范围和方法的规定（21）
四、SH 3041对管道柔性计算范围和方法的规定（23）
五、HG/T 20645对管道柔性计算和应力计算的规定（23）
六、GB/T 20801对埋地管道应力分析的规定（24）
七、某炼油工程管道应力分析设计方法的工程应用（24）
第四节管道安全评定（28）
一、管道失效的形式（28）
二、ASME B31系列标准的管道应力校核准则综述（29）
三、ASME B31.3应力校核准则的分析与工程应用（29）
四、GB系列标准的管道应力校核准则的分析与工程应用（32）
五、二次应力校核准则原理（33）
六、ASME B31.1应力校核准则的分析与工程应用（34）
七、ASME B31.4应力校核准则的分析与工程应用（36）
八、ASME B31.8应力校核准则的分析与工程
九、ASME B31.5应力校核准则的分析与工程应用（39）
十、GB 50316、ASME B31.1和ASME B31.3中应力校核条件的比较（40）
十一、管道作用于设备管口的应力安全评定分析与工程应用（40）
十二、ASME B31.1 和ASME B31.3的不同点（41）
十三、某管线跨热电、化工和炼油区域安全评定分界工程实例（43）
十四、蒸汽吹扫短时操作应力校核（43）
第五节管道的物理特性理论（43）
一、线膨胀系数(Thermal Expansion Coefficient)（43）
二、弹性模量（Modulus of Elasticity）（44）
三、泊松比（Poisson Ratio）（44）
四、柔度系数（Flexibility Factor）和应力增强系数（Stress Intensification Factor）（44）
五、焊接接头系数（45）
六、蠕变和应力松弛（45）
七、四种强度理论（45）
八、弹性变形和塑性变形（46）
九、弹性体的应力与虎克定律（46）
十、应力腐蚀断裂（47）
第六节管道应力分析常用标准规范（48）
一、国家标准规范（48）
二、石油化工行业标准规范（48）
三、机械行业标准规范（48）
四、化工行业标准规范（48）
五、电力行业标准规范（48）
六、美国机械工程师学会标准规范（48）
七、美国石油学会标准规范（49）
八、NEMA标准规范（49）
九、MSS标准规范（49）
十、英国标准规范（49）
第七节管道专业设计人资质一般要求（50）
一、美国国家标准对管道设计人资质的要求（50）
二、我国国家标准对管道设计人资质的要求（50）
第二章计算机辅助应力分析软件（51）
第一节计算机辅助应力分析综述（51）
一、计算机辅助应力分析特点与假设（51）
二、计算流程（51）
三、计算机辅助应力分析注意事项（51）
四、应力分析中需要注意的边界条件（52）
第二节管道应力分析计算机软件AutoPIPE（53）
一、AutoPIPE简介（53）
二、AutoPIPE软件的应用（53）
三、模型初始化参数输入（54）
四、模型构件的建模（55）
五、模型分析和计算类型（58）
六、输出结果及安全评定（61）
第三节管道应力分析计算机软件Caesar Ⅱ（63）
一、Caesar Ⅱ简介（63）
二、Caesar Ⅱ软件的优缺点（63）
三、参数输入及建模（63）
四、程序运行（68）
五、输出结果及安全评定（69）
六、使用过程中注意的问题（71）
七、应力计算超标的解决方法（72）
第四节计算机辅助配管设计软件的选用（73）
第三章管道系统静力分析（74）
第一节管道系统静力分析基本方法（74）
一、管道系统静应力的复杂性（74）
二、静力分析方法的发展趋势（74）
三、近似计算法、图表法、矩阵解析与计算机辅助分析法（74）
四、快速管道应力分析方法（75）
第二节管道系统的热膨胀（75）
一、管道系统热膨胀的产生（75）
二、管线的热胀量（75）
三、热膨胀的应力（76）
四、空间管道的膨胀量与推力（77）
五、塔顶部管口热膨胀量的确定（77）
第三节管道柔性设计（静力分析）原理及评定标准（78）
一、管道柔性的概念（78）
二、管道柔性设计的目的（79）
三、管道柔性设计的原理（79）
四、管道柔性设计计算方法分类（80）
五、表算法应用范围（80）
六、弹性中心法应用范围（80）
七、应变能微分法应用范围（80）
八、等值刚度法应用范围（81）
九、追赶位移法应用范围（81）
十、原始参数位移法应用范围（81）
十一、有限单元法应用范围（81）
十二、管材许用应力（81）
十三、管道柔性设计计算结果（81）
十四、管道柔性设计评定标准（82）
十五、管道作用在设备或固定点上的推力和力矩计算原则（83）
十六、影响管道柔性的因素（83）
十七、增加管道柔性的方法（85）
十八、通过管道空间走向增加柔性（85）
十九、变换设备管口连接方向和使用设备管口柔性管件增加柔性（85）
二十、使用弹簧支吊架增加柔性（86）
二十一、管道柔性元件增加柔性（86）
二十二、减少管道摩擦力增加柔性（86）
二十三、增加柔性时对冷紧、设备膨胀、不均下沉等因素的考虑（87）
二十四、管道柔性设计中支架摩擦力的影响（87）
二十五、管道柔性设计时应考虑管道端点的附加位移（87）
二十六、计算机柔性设计计算要点（87）
二十七、静应力分析与柔性设计的关系（89）
二十八、应力集中（Stress Concentration）问题（89）
二十九、高温管道用较厚的管子代替较薄的管子时应注意的问题（89）
三十、某工程两设备间管道柔性布置实例（89）
三十一、SH/T 3041《石油化工管道柔性设计规范》与ASME B31.3 对柔性分析和疲劳评定的比较（90）
第四节管道柔性设计时计算温度的确定（91）
一、计算温度与计算压力的概念（91）
二、GB 50316对计算温度的规定（91）
三、SH/T 3041对计算温度的规定（92）
四、HG/T 20645对计算温度的规定（92）
五、管道柔性设计时计算温度的工程应用（92）
第五节管道柔性设计工作程序（93）
一、确定管道的基础条件（93）
二、管系的柔性设计程序（93）
详见书籍目录


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