管道含外表面裂纹时的疲劳寿命预测研究

发布时间：2021-11-05 08:37

　　为有效预测含外表面裂纹管道的疲劳裂纹扩展寿命,基于扩展有限元方法,计算了不同管道半径厚度比、裂纹形状参数、裂纹相对深度下的管道外表面裂纹的应力强度因子。研究结果表明:管道外表面裂纹形状因子随裂纹相对深度的增加而增大,且随着裂纹形状参数的增大,其增加趋势更加显著;裂纹相对深度相同时,裂纹形状参数越大,裂纹形状因子越大;管道半径厚度比对管道外表面半椭圆裂纹形状因子的影响较小。在此基础上,建立了管道外表面裂纹应力强度因子的工程计算模型及基于Forman方程的含外表面裂纹管道的疲劳寿命预测模型。同时,开展了0Cr18Ni10Ti材料管道的三点弯曲疲劳试验,试验结果验证了所建含外表面裂纹管道疲劳寿命预测模型的有效性。该疲劳寿命预测模型可为管道结构工程设计提供参考。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(08)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

管道几何模型

对含裂纹的区域进行精细网格划分，以减小裂纹尖端的奇异性，提高应力强度因子的计算精度。整体网格尺寸为2 mm，局部网格尺寸为0.01～0.20 mm。有限元网格划分如图3所示。图3 有限元网格划分

有限元网格划分

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3477459