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集中供热作为提高能源利用率,降低燃料污染排放物的供热方式,逐步取代了效率低,污染大的分散供热方式。集中供热管道直埋敷设因其热损失小、使用寿命长和造价低等优势成为集中供热管道最主要的敷设方式。不断扩大的供热规模不仅使直埋供热管道的管径越来越大(达到DN1600),而且在已实施供热区域内的直埋管道上开孔引出分支管线以应对新增负荷的扩网工程也与日俱增。因此,和压制三通一样,焊制三通是供热直埋管道中必不可少的重要构件之一。焊制三通与压制三通相比更是直埋管道最薄弱的构件之一。因此,焊制三通对直埋供热管道的安全运行至关重要。焊制三通不连续的几何结构和复杂的载荷作用会使直埋焊制三通相贯线处出现极大的应力集中,为提高直埋焊制三通的疲劳寿命,有必要对焊制三通进行加强。然而,目前国内外对直埋供热管道焊制三通的加强方式及其应力变化规律研究较少,工程实际中缺乏对直埋焊制三通加强方法的理论依据。因此,本文利用有限元软件对处于锚固段、过渡段的供热直埋管道焊制三通的加强方式及其应力变化规律进行了研究,主要工作如下:(1)介绍了直埋供热管网安全运行的重要性以及直埋焊制三通对于供热管道安全运行的重要意义;阐述了目前国内外学者关于焊制三通以及焊制三通加强的研究成果,了解了焊制三通的研究脉络;简要说明了本文对于直埋焊制三通加强的研究方法及研究内容。(2)介绍供热直埋管道焊制三通所受的载荷以及研究管道的理论基础应力分类法和强度理论。(3)对焊制三通进行了简要的介绍,阐述了焊制三通的加强理论并通过对比选择有限元法作为本文的研究方法,介绍了常用的直埋焊制三通加强方式,提出了本文研究的直埋焊制三通加强方式马鞍加强和综合加强。(4)对论文所使用的研究方法有限元法以及分析软件ANSYS进行了简要介绍,详细的介绍了供热直埋焊制三通加强的有限元模型的建立,包括模型材料属性定义、单元类型说明、模型网格划分、网格独立性检验和载荷的施加。(5)对供热主管处于锚固段的直埋焊制三通的两种加强方式——马鞍加强和综合加强进行了有限元分析。马鞍加强和综合加强均能有效降低直埋焊制三通的应力水平,马鞍加强最多能使其应力值降低26.4%,综合加强最多能使其应力值降低37.7%。马鞍加强对于开孔率较小的直埋焊制三通加强效果更好,增加马鞍加强的厚度能提高其加强效果;综合加强效果优于马鞍加强。(6)对于主管处于过渡段的直埋焊制三通,分别分析了加强后的直埋焊制三通应力分布规律随主管位移量的变化,发现焊制三通的应力最大值点随主管位移量的增加由三通腹部内壁处转移至三通腹部肩部之间的外壁处。对比两种加强方式,主管位移量相同的情况下,综合加强效果明显优于马鞍加强。(7)总结了本文的主要研究结论,并对本课题今后的研究方向提出了建议,进行了展望。