直埋供热管网受力分析及应用校核软件研发

摘要

城市规模的不断发展促使城市集中供热技术不断得到完善,在达到节能与环保的目的的同时,也增加了城市内部物质、能量输送的复杂度。本文以城市管道工程中应用较多的直埋式供热管网的设计与分析为研究对象,重点分析既定直埋管网在不同工况下的受力和应力表现。本文归纳了直埋管网相关理论的发展历程,同时针对当前可以进行直埋式供热管道受力分析和应力计算的各国成熟软件进行了优劣性分析。
　　 本课题根据管网工程特点和有限元算法的特点,制定了适合工程应用的软件结构,确定了符合设计习惯的软件编程语言和运行方式:通过各单元的特性分析,推导出针对直埋式供热管网的有限元工程应用算法,并对各种常用管件进行有限元数学建模,分别建立了对应的单位刚度矩阵和受力、位移模型;最后使用AutoLISP语言和DCL语言编制程序,实现软件在AutoCAD内的交互式操作,实现程序与数据库通信。
　　 本课题在直埋管网的受力计算和应力分析中采用了有限元算法,重点应用其实际状态计算功能。全面的考虑了埋地管网设计计算中的难点和重点,兼容环状、枝状两种布置形式,考虑了管道壁厚、埋深、固定支架强度、补偿器能力等管道敷设要求,考虑了一次应力损伤和疲劳损伤。
　　 本课题将为城市复杂埋地管网设计提供准确可靠的计算工具,提高管网设计效率和设计精度。