[发明专利]一种车辆碾压航油管道应力及振动检测装置位置确定方法

说明书

本发明公开了一种车辆碾压航油管道应力及振动检测装置位置确定方法，包括建立车辆‑路面仿真模型；建立管道‑土体相互作用仿真模型；将车辆‑路面仿真模型载入管道‑土体相互作用仿真模型中获得动力响应模型，并设置模型边界条件及进行网格划分；添加车辆碾压载荷；对车辆碾压载荷下埋地航油管道的动力响应模型进行模拟，分析管道的Mises应力和位移变化情况，从而确定重车碾压情况下航油管道的扰动检测位置。本发明对车辆碾压载荷下埋地航油管道的动力响应模型进行模拟，分析管道的Mises应力和位移变化情况，能够实现重车碾压情况下航油管道的扰动检测位置的确定和优化，从而达到进一步优化管道第三方破坏扰动检测系统的目的。

技术领域

本发明涉及一种车辆碾压航油管道应力及振动检测装置位置确定方法，属于第三方扰动检测技术领域。

背景技术

目前，我国敷设的航油管道需要穿越多处等级道路，包括国道、省道及各种乡道，因此管道沿线周边地面活动日趋频繁，航油管道面临车辆碾压、堆土占压等第三方施工损伤风险日渐升高。一旦发生破坏事故，会造成极大损失。同样，在一定程度上也将极大地影响着管道物流业的安全、健康、快速、可持续的发展，所以确保航油管道在各种大重量车辆碾压下能够安全运行是尤为重要的。

航油管道与道路发生交叉的管段所承受的载荷主要有管道结构自重、土压力等恒载和车辆碾压载荷、地面堆载、温度载荷、管道内压等活载，而活载中最主要的就是车辆载荷。车辆行驶过管道时，管道最大应力点并不在车轮的正下方位置，而目前通用的管道应力检测装置一般只设置在管道正上方或者三点钟、九点钟方向，并不能对管道最大应力点进行有效测量，而管道的最大应力点附近最易出现损伤甚至管道失效的情况，这就对管道应力及振动装置的安装位置提出了要求--管道最大应力点附近进行重点布置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种车辆碾压航油管道应力及振动检测装置位置确定方法，本发明针对航油管道运行生产实际，采集真实情况中重车碾压对管道产生第三方扰动的现场数据，建立车辆碾压载荷下埋地航油管道的动力响应模型：采用MSC.Adams软件建立车辆——路面耦合模型，对车辆行驶过路面过程进行了仿真；采用ABAQUS软件，建立了航油管道-土体相互作用有限元模型，对车辆碾压载荷下航油管道动力响应模型进行了模拟，从而确定管道的应力状态与振动情况，最终确定车辆碾压情况下航油管道应力及振动检测装置的安装位置。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种车辆碾压航油管道应力及振动检测装置位置确定方法，包括以下步骤：

步骤S1、建立车辆-路面仿真模型；

步骤S2、建立管道-土体相互作用仿真模型；

步骤S3、将车辆-路面仿真模型载入管道-土体相互作用仿真模型中获得动力响应模型，并设置模型边界条件及进行网格划分；

步骤S4、添加车辆碾压载荷获得车辆碾压载荷下埋地航油管道的动力响应模型；

步骤S5、对车辆碾压载荷下埋地航油管道的动力响应模型进行模拟，分析管道的Mises应力和位移变化情况，从而确定重车碾压情况下航油管道的扰动检测位置并进行优化。

进一步的技术方案是，所述步骤S1的具体过程为：在MSC.Adams软件中建立整车模型，随后假设路面高程函数符合平稳随机过程以建立随机路面，在进行车辆-路面模型进行耦合以后，提取每一个车轮的动载荷系数，并求取车轮对路面的压力，从而建立车辆-路面仿真模型。

进一步的技术方案是，所述步骤S2的具体过程为：土体选用ABAQUS中的D-P模型，管道模型选用线弹性模型，在模型中输入土体、管道参数，最后根据现实情况中车辆碾压的实际数据建立管道-土体相互作用仿真模型。

进一步的技术方案是，所述管道参数包括密度、弹性模量、泊松比。

进一步的技术方案是，所述实际数据包括轮胎接触面积、路面宽度、管道埋深位置。