《表2 不同流速的最大应力及最大变形值》

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《基于流固耦合的四通管力学及振动特性研究》

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从表格数据对比可以看出，随着入口流速的均匀增加，不同流速对应管道的最大应力以及最大变形都存在明显的差异，表明流速对管道的力学特性影响较大，流速和最大应力以及最大变形呈现正相关的态势。从4 m/s到6 m/s，最大应力变化量是4 m/s最大应力的55%，其余依次是44%和36%，最大变形和最大应力趋势相同，增加幅度较大。结合云图和仿真动画知，发生应力集中的位置没有改变，依旧是管道交接处。在ANSYS Workbench中保持放大变形倍数，对比不同流速下的放大变形动画，结果表明，流速越大，交接处向外扩张变形越明显。这也间接说明了流速越大，管道和流体的耦合作用越强。如果四通管长期处于这种高应力条件下，管道壁面容易导致侵蚀，焊缝开裂，降低使用寿命[26]。因此在管路系统的设计中，流体速度应作为管体力学性能的主要因素来考虑。