高钢级管道环焊缝表观断裂韧性影响因素数值模拟

为准确表征高钢级管道环焊缝与小尺寸试样表观断裂韧性的关联性,采用有限元方法,开展了含裂纹型缺陷管道环焊缝及小尺寸单边切口梁(Single Edge Notch Beam,SENB)试样的断裂数值模拟分析。通过对比全尺寸管道环焊缝与SENB试样二者之间表观断裂韧性的差异,引入表观断裂韧性转化系数,定量研究了管径、壁厚、裂纹长度及深度对全尺寸管道环焊缝表观断裂韧性的影响规律,得到不同工况下全尺寸管道与SENB试样之间的转化系数,实现了基于小尺寸试样韧性测试结果的高钢级管道环焊缝表观断裂韧性量化表征。结果表明:管径对管道环焊缝的表观断裂韧性及其转化系数的影响相对较小;表观断裂韧性转化系数随管道壁厚的增加而增大,随裂纹长度及深度的增加而减小;相较其他影响因素,裂纹深度对管道环焊缝表观断裂韧性的影响更明显。基于表观断裂韧性转化系数能够得到相对准确的高钢级管道环焊缝表观断裂韧性,可为高钢级管道环焊缝表观断裂韧性的准确表征提供理论参考。