光滑弯管沿轴向内表面裂纹弹塑性有限元分析

发布时间：2022-01-27 00:44

　　应用断裂力学理论对在役压力管道进行安全评定,是国际上安全评定规范的发展趋势,具有十分重要的实际意义。自七十年代至今,断裂力学理论和实际应用都有相当的发展。但是,对于工程中一些含裂纹的结构,进行安全评定时可以直接利用的断裂参数解仍然很缺乏。本文以断裂力学为基础,采用有限元分析方法,借助ANSYS有限元分析软件,对含沿轴向内表面裂纹光滑弯管进行分析。经过有限元分析计算给出不同裂纹尺寸、材料特性及不同载荷条件时,线弹性条件下表面裂纹的应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ值;弹塑性条件下的J积分值。进一步换算成工程实际易于应用的形状因子F以及全塑性解系数h₁,解决了应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ计算空缺,增补了J积分全塑性解数据库。包括: 1.简单介绍了我国在役压力管道使用现状,列举了几种国内外常用的含缺陷压力管道评定技术;分析研究现阶段断裂力学在含裂纹缺陷结构中的研究方法和进展,为弯管断裂分析提供立题依据。 2.研究探求ANSYS中含裂纹结构有限元模型建立方法,根据现有文献的算例验证了裂纹模拟... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

含轴向内表面长裂纹圆筒有限元模型

从而改变模型整体单元的疏密，然后进行有限元求解，将得到的幻值与EPRI工程手册中的值进行比较，来找到比较合适的网格密度。如图2.12给出了不同网格密度下的含三维长裂纹圆筒的有限元模型:图2.12不同网格密度下的裂纹圆筒模型(F192.12CylinderModelwithCraekinDieffrentMeshingDensiyt)

的5%;在裂尖附近区域单元最大长度与最小长度之比应小于5，在远离裂尖区域此值可以适当放大，但最大不可超过20。整体模型的网格密度经过反复试算来确定，具体如下:如图3.2所示，弯管直管段沿轴向划分为20段，沿周向每10。划分一个单元共36段，裂纹沿半长度方向划分8段，裂纹半长度至直管段划分为10段。总体构成为:裂尖周围912个退化奇异SOLID95单元、14223个SOLID45实体单元，节点个数15135个。由于要对若干个尺寸的裂纹模型进行有限元分析，因此，模型的创建通过ANSYS提供的参数化设计语言(APDL)编写相关的程序(见附录B.1)，通过改变相关的参数(包括:几何尺寸一壁厚、裂纹长度、裂?

【参考文献】：
期刊论文
[1]在役压力管道安全评定研究的现状与发展[J]. 沈士明.  中国机械工程. 1997(03)
[2]用EPRI全塑性解估算长屈服平台钢含缺陷结构的J积分[J]. 胡正民,王威强,李培宁,琚定一.  石油化工设备. 1992(03)
[3]压力容器缺陷评定规范CVDA—1984[J].   机械强度. 1985(01)

硕士论文
[1]斜接弯管沿管向穿透裂纹弹塑性有限元分析[D]. 肖传冰.大连理工大学 2003



本文编号：3611427