1. 有限元模型和約束條件及載荷的施加

  下面按照在超高壓裝置中常用的規格為 Dxt=78mm×22mm,R=3D的超高壓彎管進行彈塑性應力分布規律的有限元分析。其有限元模型的建立方法和彎管的塑性極限載荷的分析完全一致，通過下面的命令流施加載荷，可以計算出不銹鋼彎管的彈塑性應力。其載荷命令流如下：

2. 超高壓彎管的塑性有限元術解結果

 1-1截面上ABCDEF各點和直管內、外壁面在各載荷步作用下的周向應力和 Von Mises 等效應力分別如表 2-3和表2-4 所示。1-1 截面上ABCDEF 各點的 Von Mises 等效應力隨內壓力的不同而變化的曲線如圖2-21所示，內壓作用下E、F點和直管內、外壁面的 Von Mises等效應力變化曲線如圖2-22所示，內壓作用下E、F點和直管內、外壁面的周向應力變化曲線如圖2-23。

 3. 塑性區的應力分布規律

  從表2-4和圖2-21可以看出在相同的載荷作用下E點的Von Mises等效應力大于B點而小于C點；F點的Von Mises等效應力大于A點而小于D點，這說明在彎管的內壁，內側的應力大于外側，而在內側和外側之間的部分，其應力的大小也介于它們之間。從表2-3、2-4和圖2-22、2-23中可以看出在相同的內壓作用下，中心線處E點和F點的周向應力和Von Mises等效應力分別與直管內、外壁面的周向應力和Von Mises等效應力極其接近。從表2-4還可以看出，在載荷達到790MPa時，C點的 Von Mises 等效應力為954.6 MPa,已經超過了材料的強度極限，而且在D點的Von Mises等效應力為809.6 MPa,已經超過材料的屈服極限，這說明彎管的內側器壁已經完全屈服。如果作用790 MPa的內壓則C點將率先破壞，這也說明C點是彎管結構的危險點。而在載荷為786MPa時，C點有最大的Von Mises等效應力為949.8 MPa,構件各個位置上的 Von Mises等效應力均未達到材料的強度極限，故可以認為786 MPa的工作內壓為該彎管的極限工作內壓。

  圖2-24給出了在不同載荷作用下1-1截面上的Von Mises等效應力切片云圖，可以明顯地看出彎管的內側應力高于外側，并最先達到屈服和極限強度。在彎管達到極限載荷時CD線上的 Von Mises等效應力分布規律如圖 2-25所示。