周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(二)——韧带局部塑性垮塌失效模型

建立了周向表面裂纹管的韧带局部塑性垮塌失效准则及相应的失效模型 ,导出了拉弯组合加载条件下周向表面裂纹管韧带局部塑性垮塌失效载荷的理论解。与净截面塑性垮塌 (NSC)模型预测结果及有限元计算结果进行了比较 ,结果表明 :对于裂纹尺寸为a/t≥ 0 5及θ/π≤ 0 5的短深周向表面裂纹管 ,韧带局部塑性垮塌失效模型是合理可用的。最后 。

周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(一)——塑性垮塌失效的三维弹塑性有限元分析

采用三维弹塑性有限元分析方法 ,探索了石油化工行业周向表面裂纹管的塑性垮塌失效特征 ,结果表明 :周向表面裂纹管在发生净截面塑性垮塌前将发生裂纹前沿韧带的局部塑性垮塌。对于裂纹深度较浅的周向表面裂纹管 ,其塑性垮塌失效形式呈现为裂纹净截面塑性垮塌失效 ,净截面垮塌 (NSC)准则能较好地预测其韧带局部塑性垮塌失效载荷 ;对于短且深的周向表面裂纹管 ,裂纹前沿韧带的局部塑性垮塌失效相当明显 ,此时净截面垮塌准则 (NSC)预测其韧带局部塑性垮塌失效载荷则表现为非保守 。

周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(三)——塑性垮塌失效的实验研究

对 6根碳钢周向表面裂纹管进行了四点弯加载实验 ,研究了周向表面裂纹管的塑性垮塌失效特征。根据ASME规范的塑性极限载荷确定方法 ,由实验测得的载荷—加载点位移 (P -Δ)曲线及载荷—裂纹嘴张开位移 (P -CMOD)曲线 ,确定了周向表面裂纹管的整体塑性垮塌失效载荷及韧带局部塑性垮塌失效载荷。实验结果与作者建立的周向表面裂纹管净截面垮塌 (NSC)模型与韧带局部塑性垮塌 (LC)模型的预测载荷进行了比较 。

圆板结构周向表面裂纹识别的振动功率流方法

从结构噪声的观点 ,利用振动功率流方法对圆板在集中力作用下的周向表面裂纹进行了诊断研究。周向表面裂纹模拟为转动弹簧 ,利用断裂力学的有关理论得到其转动刚度。在高频情况下 ,研究了圆板在中心受集中载荷作用下的弯曲波运动以及输入的振动功率流 ,分析了振动功率流与破损位置及其特征尺寸的关系 ,从而可进行有效的破损诊断。

裂纹型缺陷对套管承载能力影响研究

套管裂纹缺陷中最危险的是表面裂纹,可分解成表面周向裂纹和表面轴向裂纹问题。采用能量差率方法,将裂纹的三维问题转化为二维问题,获得了关于裂纹张开位移的伯努利方程的简化封闭解,导出了空心圆管内、外表面的周向半椭圆表面裂纹在轴向拉伸载荷作用下的应力强度因子的封闭解,并在实例中用双边界元法证明了封闭解的正确性;对轴向裂纹的应力强度因子,比较了经验公式求解与双边界元计算的结果;分析了工程实例中裂纹缺陷对套管安全的影响。