含缺陷管道力學(xué)行為分析.pdf

1、管道運輸一直是石油運輸?shù)闹匾绞?。受?nèi)在和外來諸多因素的影響,管道上可能存在各種裂紋型缺陷,而管道破壞失效的主要原因之一就是裂紋,因此對含裂紋管道進行力學(xué)行為分析,對于管線的運行、維修、更換決策等具有重要的意義。
　　 本文采用大型有限元分析軟件ANSYS,對薄壁表面裂紋管道模型的建立、斷裂參量的分析、塑性極限載荷分析計算以及管道失效行為進行探討與研究,具體工作如下:
　　 (1)采用實體建模法建立軸向表面裂紋及環(huán)向表面

2、裂紋管道分析模型,包括裂紋缺陷模型以及載荷模型,嘗試性地采用參數(shù)化的語言編制命令流,在適當(dāng)范圍內(nèi)改變參數(shù)設(shè)置達到準確計算所需結(jié)果的目的。
　　 (2)探討脆性斷裂和彈塑性斷裂失效判據(jù)及其適用條件。對于脆性斷裂的判據(jù)主要有能量平衡判斷理論和應(yīng)力強度因子斷裂理論；對于彈塑性斷裂力學(xué)的判據(jù)主要有J積分準則,是目前運用最多、行之有效的彈塑性斷裂分析方法。
　　 (3)基于斷裂力學(xué)理論基礎(chǔ),應(yīng)用有限元分析方法計算分析薄壁管道表面裂

3、紋應(yīng)力強度因子KI,分析影響應(yīng)力強度因子的主要因素,根據(jù)現(xiàn)有的應(yīng)力強度因子手冊得到的應(yīng)力強度因子簡化公式,計算裂紋最深點與表面點的應(yīng)力強度因子形狀系數(shù),使薄壁管道應(yīng)力強度因子求解系統(tǒng)化。
　　 (4)分析EPRI工程方法欠缺點,將裂紋角作為變量引入全塑性J積分表達式,彌補了全塑性解數(shù)據(jù)庫分析的不足；基于等效原場應(yīng)力法,結(jié)合求得的應(yīng)力強度因子以及現(xiàn)有的全塑性解數(shù)據(jù)庫求解全塑性J積分,方法簡單、精確,易于工程實際應(yīng)用。