Abaqus在研究蒸发器管子管板接头性能中的应用.docx

ABAQUS在研究蒸发器管子/管板接头性

能中的应用

闫宗宝

（华东理工大学，机械与动力工程学院，上海200237）

摘要：使用ABAQUS脚本语言Python，开发了研究蒸发器管子/管板接头性能的脚本程序。程序运行时，在

交互窗口中输入需要分析的管子/管板接头的结构尺寸参数及胀接工艺参数，可以获得接头相应胀接工艺下的

有限元计算结果。使用本程序可以准确快捷的对一系列接头结构类似的模型进行分析，减少大量的重复工作。

本文使用此程序对某典型蒸汽发生器的管子/管板接头进行研究，获得了胀接压力与拉脱力的关系曲线以及最

佳的胀接压力范围，并且有限元结果与实验能够很好地吻合。

关键词：ABAQUS；管子管板；Python；有限元

ApplicationwithABAQUSintheStudyonPerformanceof

Tube-to-TubesheetJointsforSteamGenerator

YANZong-bao

(SchoolofMechanicalandPowerEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,

China)

Abstract：ByusingABAQUSscriptlanguagePython,ascriptprogram,usedtostudyontheperformanceof

tube-to-tubesheetjointsforsteamgenerator,wasdeveloped.Runningtheprogram,enteringthestructuraldimensions

andprocessingparametersintheinteractivewindows,thentheFiniteelementresultswillbeobtained.Byusingthis

program,aseriesofjointswithsimilarstructurecanbeanalysedeasilyandaccurately,whichcanreducealarge

amountofrepetitiveworks.Inthispaper,atypicalsteamgeneratortube-to-tubesheetjointwerestudiedbyusingthis

program.Therelationshipcurves,betweentheexpansionpressureandpulloutforce,andtheoptimalexpansion

pressurewereobtained.Also,Finiteelementresultsareingoodagreementwiththeexperimental.

Keywords:ABAQUS;tube-to-tubesheet;Python;finiteelement

*通讯作者，Tel:E-mail:yanzongbao110@163.com

致谢：本文由国家高技术研究发展计划（863计划）课题（2009AA04Z409，2009AA04Z421）资助。

1.引言

压水堆核电厂的运行经验表明，蒸汽发生器传热管及管子/管板接头的破坏事故居首要地

位[1]。核电蒸汽发生器制造过程中，液压胀接是传热管与管板连接的重要工艺，其连接质量的

好坏直接影响到蒸汽发生器运行时的安全可靠性。为优化管子/管板胀接工艺，保证接头性能，

需对接头的设计参数、工艺参数与接头性能的关系进行研究和理解。

接头的胀接过程是一个涉及到接触问题的高度非线性过程，对软件的非线性计算能力要

求较高。ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，具有优越的非线性

问题的处理能力，可以准确高效地解决这种非线性问题。另外，Python语言是一种面向对象

的程序设计语言，ABAQUS的脚本接口是Python语言的一个扩展，可以利用ABAQUS脚本

接口直接对ABAQUS内核进行操作[2]，方便快捷地实现整个模型的参数化研究。

本文用ABAQUS有限元软件，利用Python语言开发了对管子/管板接头性能进行研究的

脚本程序，对管子/管板接头尺寸及胀接压力实现参数化分析。研究人员只需要输入所要分析

的