含门槛应力P91钢蠕变裂纹尖端C^*值和应力场的估算

P91钢属于第二相粒子强化钢,其幂律蠕变本构关系中包含门槛应力,广泛应用于船舶与深海工程高温结构构件中。为了更好地预测P91钢的蠕变裂纹扩展,本文修正了通用电气/电力研究所(GE/EPRI法)用于估算具有门槛应力的幂律蠕变材料P91钢的C^*值,得出了相应HRR应力场的估算方法,并采用有限元分析验证它们的准确性。研究结果表明:修正的GE/EPRI法能准确估算具有临界应力的幂律蠕变材料P91钢的C^*值,其中无量纲参数h1会受到门槛应力的影响,得出的HRR应力场估算方法具有较高的精度,可为高温结构钢构件的安全评定和寿命预测奠定理论基础。

大变形海底管道工程临界评估研究进展

大变形海底管道作为长距离深海油气运输的主要载体,其性能非常重要。Reel-lay卷管铺设方法是在传统的S型和J型铺管技术发展而来的可以陆上焊接的铺管技术,在卷管和铺设过程中管道会受到超过屈服强度的较大塑性变形,超出了常规意义上金属材料的力学应用范围,因此需要对管道的安全性进行工程临界评估(ECA)。含缺陷金属材料在塑性阶段的力学评估研究对于大变形海底管道的应用至关重要。工程临界评估常用方法包括EPRI法、参考应力法和参考应变法。介绍EPRI法,包括弯曲条件下管道环向裂纹的J积分解和高、低匹配V型坡口焊缝的极限载荷解,以及通过滑移线理论对冶金复合管V型坡口焊缝的等效转化方法。介绍参考应力法,包括管道极限载荷解的优化以及其在管道双轴应力条件下的修正。介绍修正的参考应变法,使之能够应用于大尺寸裂纹评估。最后将各种方法的优缺点和适用范围予以总结,并提出目前工程临界评估尚未解决的问题。