压力管道组合管件,即将工程中常用的两个或两个以上相邻的需通过现场焊接连接的管件(管子)作为一个整体进行设计并加工成型的组合件,已被授权为国家实用新型专利,专利号ZL 2004 20110038.6。管件是连接压力管道系统的一个重要附件,管件承载能力的高低将直接影响到整个管系的完整性及安全运行。而对于压力管道组合管件这一新型结构的研究工作,目前在国内外几乎还是空白,至今国内也没有任何一家压力管道元件制造厂家生产组合管件。因此有必要对其设计方法、标准规范、力学性能开展全面研究,为该新产品的工程应用推广提供技术保障。本文开展的主要研究工作和取得的成果如下:(1)组合管件典型型谱的研究及确定针对目前应用于石油、化工、各种燃气、蒸汽等管道系统中管件的种类,研究分析管线同一节点中出现的各种不同功能管件之间的关系,找出其中最具共性或相似性的管件组合型式,将其分离出来进行结构优化,作为典型型谱,并参照相关管件及管道标准制定QB/001-2008《钢制压力管道组合管件》企业标准。(2)压力管道组合管件设计专用软件研究以面向对象的VB编程环境为平台,辅助以SQL数据库管理系统,采用AutoCAD软件自带的接口成功开发了压力管道组合管件设计专用软件。(3)压力管道组合管件力学特性的研究运用数值分析方法,对长径双弯头组合管件、等径三通长径弯头组合管件两种典型型谱进行了力学性能和安全性研究。通过计算长径双弯头组合管件在承受纯内压、纯弯矩及内压和弯矩联合作用下的极限载荷值,分析得到了其影响因素,并通过麦夸特法+通用全局优化法的优化算法拟合得到了该组合管件的极限载荷工程估算公式。同时,对等径三通长径弯头不同转角半径下的力学性能进行了数值计算,得到了转角半径对该组合管件极限载荷的影响,获得了最佳三通转角半径。本文研究成果对于保证压力管道系统的安全运行、降低成本、加快工业进度具有重要应用价值。