減圧パイプのステンレス製同心レデューサーは、加圧パイプライン システムにおいて一般的で重要なコンポーネントですが、パイプの問題を軽減するための研究はまだほとんど空白です。同心減速機、偏心減速機、内圧下での減速機曲げの応力、面内曲げモーメント、トルクを理論解析により研究し、有限要素数値解析と実験により検証した。
主なタスクは次のとおりです。
1. 内圧による曲がりを軽減するための周方向応力式と縦方向応力式を導出。対応する構造パラメータ条件の下で、縮径管の円周応力式を同心径管、偏心径管、または等径曲げ管の円周応力式に変換できます。これに基づいて、配管を減圧するための到達圧力式が導出された。減速機の到達内圧は大端部ステンレス同心減速機により制御されます。
2. 減速機の極限曲げモーメントの公式を導出し、減速機の小端部で極限曲げモーメントを制御します。同心・偏心減速機の極限曲げモーメントは、小ポートと同じ断面サイズの直管の極限曲げモーメントと同等です。レデューシングベンドパイプの極限曲げモーメントは、小端面と同じサイズの同心および偏心レジューシングパイプの極限曲げモーメントに曲げモーメント係数を乗じた値に基づいています。レデュースベンドパイプの曲げ係数の大きさに応じて4つの区間に分け、対応する区間の回帰式に従って曲げモーメント係数を計算します。
3. 減速機の限界トルクの公式を導き出し、減速機の極限トルクは小端部で制御されます。これは、同じサイズの直管の極限トルクの公式と同等です。小端部を基本項として係数を乗じたもの。同心減速機の極限トルクは偏心減速機に比べて若干大きく、減速機の大端部の極限トルクは小端部の極限トルクに比べて相対的に小さくなります。また、レデューシングベンドパイプ内で端面トルクを受けると、一方の端のトルクが他方の端に伝達しきれず、トルクが徐々に曲げモーメントに変換されて伝達されるという考え方も提案されている。 90度曲げの一方の端面の曲げモーメントは、もう一方の端面のトルクから換算できます。
4. 同心減速機、偏心減速機、ステンレス同心減速機の有限要素モデリング手法を提案。
応力分布または変形の特徴を要約します。
(1) 同心減速機の内圧による大端部と小端部の面圧差により発生する曲げモーメントにより、大端部が相対的に開き、小端部が相対的に縮む現象。
（２）内圧の作用により、偏心減速機の大端部の偏心側内面と中間の偏心側外面の周方向応力が最も高くなる。
上記の理論的成果は、有限要素数値解析と実験的検証によって検証されています。この実験では、内圧がかかると、リングシェルの曲げ半径とチューブの断面半径が両方とも増加する一方で、チューブの壁の厚さはほとんど変化しないこともわかりました。
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