压力管道是生产过程中极易发生爆裂、泄漏以及疲劳损坏的一种危险性很大的特殊设备,主要应用在石油、化工、冶金、电力以及市政供水供暖和供燃气等各个行业之中。管道的安全运行对我们的生活生产都十分的重要,管道的安全取决于管道应力、振动的有机结合,因此如何在配管后优化管道设置,使应力与振动因素都满足相应的规范要求,这是管道安全评定的关键。本文在管道应力分析的基础上,对工业管道所受的载荷,载荷对管道产生的作用以及失效形式进行了研究。通过梁模型对管道的运行工况进行了力学模拟计算,将计算得到的应力值与管道材料许用应力值进行分析对比,对管系上的不合理结构与设计因素提供优化改进方案。在管道的热应力分析中,提出在配管中不应以最短原则为唯一目标,而是要考虑到管道的热膨胀量引起的位移与推力,利用管道走向形成的L形或Z形自然补偿器的补偿能力来消除热胀载荷对设备与支架的推力。其次,支架的跨距直接决定了持续性载荷下的一次应力是否能够在许用值范围内,最大允许跨距由管道的强度和刚度两个因素决定,取其较小值作为设计依据。最后,存在热应力的立管应力分析中,若采用承重支架,在运行态下分析了各支架节点位置的管道位移,立管处的支架都有不同程度的脱空现象,使支架失效,因此在立管上设置支架应考虑采用弹簧支架。在优化后的管道应力分析满足规范条件的基础上,对管道系统的振动特性进行模拟分析计算,依据计算所得的管道固有频率,对管道系统进行优化调整,避免了工作时管道发生机械共振。所以本文采用有限元分析的方法,并以此为基础运用子空间迭代法求解复杂管道的固有频率。通过分析管道的固有频率与刚度的关系,提出了在管道满足柔性条件的情况下尽量减少弯管的存在以提高管道系统的固有频率。并提出了避免管道发生共振的优化方案,以保障管道系统在安全可靠的条件下运行。