【摘要】：图4.2为根据仿真计算得到的位移轮廓图，施加弯矩后管道出现椭圆化。随后曲线出现非线性现象，曲率显著增加而弯矩仅略微增加。图4.4显示了抗弯刚度随曲率增加的变化情况。抗弯刚度随曲率增加而降低，当达到最大曲率时，管道的抗弯刚度变为负，此时说明管道已失效。图4.3管道弯矩和曲率的关系图4.4管道抗弯刚度和曲率的关系图4.5显示了管道中间段横截面弯矩和椭圆度之间的关系。
图4.2为根据仿真计算得到的位移轮廓图，施加弯矩后管道出现椭圆化。
图4.3显示了管道弯矩和曲率之间的关系。在开始阶段，横截面弯矩随着曲率增加而线性上升。随后曲线出现非线性现象，曲率显著增加而弯矩仅略微增加。达到峰值点后，弯矩开始下降，但曲率仍然增加。该峰值点可视为管道可以承载的最大弯矩，与该弯矩对应的曲率则为管道可以承载的最大曲率。就该管道而言，其最大弯矩和曲率分别为1 408 N·m和2.21 m-1，这说明从极限强度的角度来看，管道工作时的弯曲半径不小于0.45 m。
图4.4显示了抗弯刚度随曲率增加的变化情况。抗弯刚度随曲率增加而降低，当达到最大曲率时，管道的抗弯刚度变为负，此时说明管道已失效。
图4.3 管道弯矩和曲率的关系(www.xing528.com)
图4.4 管道抗弯刚度和曲率的关系
图4.5显示了管道中间段横截面弯矩和椭圆度之间的关系（表面施加对称边界条件）。根据曲线可以注意到当弯矩小于1 000 N·m时，椭圆度缓慢增加。但当弯矩超过1 000 N·m后，椭圆度迅速增加，曲线几乎与水平轴垂直。此后即使弯矩开始降低，椭圆度仍快速增加。管道在实际应用中，横截面的椭圆度必须小于特定值。也就是说，即使尚未达到极限强度，当椭圆度过大时管道也可视为失效，因为过度椭圆化会对输送流体产生较大影响，并且组合工作载荷条件也会使管道面临更为严峻的挑战，因而需全面考虑各方面情况以确定管道运行时的最小弯曲半径。
图4.5 横截面弯矩和椭圆度的关系
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