三维裂纹尖端的应力场分布研究
发布时间：2021-11-16 22:31
本文针对压力容器及管道受裂纹危害造成的大量破坏现象,基于断裂理论对裂纹扩展问题进行研究,以期更好地把握裂纹扩展中应力场的分布变化。本文所做主要工作如下:（1）对裂纹问题中的分形方法进行了研究。（2）运用有限元方法对板体中的椭圆形表面裂纹建立模型进行运算,将得出的结果与理论值作对比,证明有限元软件ANSYS Workbench17.0对该问题的适用性。（3）尝试不同的网格单元划分方式,发现对研究对象整体的网格划分采用四面体单元,而在裂纹尖端附近采用六面体单元是比较合适的方法,能确保结果的准确性且减小运算量。（4）对含表面裂纹的筒体进行研究,发现裂纹附近区域的应力应变云图分布对称,但应力应变值的梯度变化很大;裂纹区域附近的形变云图呈现出同心圆状的分布,且形变量从中心部位向外逐渐变小。（5）分析裂纹尖端的应力场分布,发现其等效应力沿着壁厚方向先缓慢增大,随后发生急剧的增减突变,之后变化大致保持平稳。应力突变出现在裂纹尖端的短轴端点附近处,说明此处的应力集中现象严重。（6）改变内压载荷P、裂纹长度a和壁厚比K等条件,分析不同状况下应力场分布的变化规律,并对几种不同条件下的应力强度因子以及J积分...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然气储映泄泪事故
州一个小镇上的输油管道由于未对已存在的裂纹采取防范措施，引发了火灾造成很大??破坏。２００７年，国内某石化公司由于压力管道裂纹未及时发现，而发生泄漏引发火??灾。裂纹造成的管道事故见图１．３和图１．４。??图１．３管道表面的裂纹破坏?图１．４某工厂管道泄漏事故??２??
形和正方体的相似子图形个数分别为２的一次方、平方和立方。按这样的方法，可以??继续把起始线段和边长ｒ等分，ｒ即为单位量度，发现正方形和正方体的个数依然满??足一定的规律，且分形维数Ｄ与其中的指数ｎ数值相等。如图３．２所示。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Finite deformation analysis of crack tip fields in plastically compressible hardening–softening–hardening solids[J]. D.Khan,S.Singh,A.Needleman. Acta Mechanica Sinica. 2017(01)
[2]温度对裂纹尖端张开位移的影响[J]. 李有堂,栾秋慧. 兰州理工大学学报. 2016(06)
[3]裂纹群应力强度因子分析的广义参数有限元法[J]. 徐华,徐德峰,杨绿峰. 应用数学和力学. 2016(10)
[4]基于水平集算法的扩展比例边界有限元法研究[J]. 李建波,陈白斌,林皋. 工程力学. 2016(08)
[5]多裂纹介质在动态载荷作用下的断裂特性研究[J]. 李清,郭洋,董明明,王思嘉,周泽建. 科学技术与工程. 2016(19)
[6]在裂纹尖端引入奇异单元的偶应力有限元法[J]. 周晓敏,温庆阳. 计算机辅助工程. 2016(03)
[7]基于有限元理论的含裂纹结构1/4奇异单元计算分析[J]. 黄翱,杨大尉,郑健. 山西建筑. 2016(17)
[8]基于三维裂纹尖端应力场的应力强度因子计算方法[J]. 贾旭,胡绪腾,宋迎东. 航空动力学报. 2016(06)
[9]基于有限元的非共线边裂纹相互影响研究[J]. 周斌,孙鹏,周蜜,梁科. 科学技术与工程. 2016(13)
[10]裂纹尖端附近应力场和位移场精确解分析[J]. 薛建阳,董金爽,尚鹏. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
博士论文
[1]基于应变的损伤力学模型及其在蠕变裂纹扩展数值模拟中的应用[D]. 温建锋.华东理工大学 2014
[2]压力设备典型材料应变腐蚀损伤研究[D]. 曹怀祥.中国石油大学（华东） 2012
[3]分形理论的若干应用[D]. 邹明清.华中科技大学 2007
[4]弹塑性材料动态裂纹尖端场研究[D]. 朱先奎.清华大学 1995
硕士论文
[1]含内裂纹海洋工程压力容器的疲劳寿命分析[D]. 王学平.兰州理工大学 2016
[2]油气管道裂纹扩展特性的研究[D]. 李若男.哈尔滨商业大学 2015
[3]基于细观力学方法的混凝土多尺度损伤力学行为研究[D]. 乔倩倩.大连理工大学 2015
[4]基于损伤力学的多轴高周疲劳寿命预测方法研究[D]. 李浩然.燕山大学 2015
[5]压力管道安全运行关键技术的实验研究及应用[D]. 魏玉婷.武汉工程大学 2015
[6]深海高压环境模拟系统的设计与研究[D]. 魏晓.青岛科技大学 2014
[7]基于损伤力学的轮盘结构疲劳—蠕变损伤分析及寿命预测[D]. 刘宁波.电子科技大学 2013
[8]埋地管道破坏的裂纹扩展分析[D]. 王鹏.河北联合大学 2012
[9]基于分形理论的复杂应力状态下高温低周疲劳短裂纹群体行为研究[D]. 王魁.大连理工大学 2011
[10]高温后混凝土微裂纹分形分析[D]. 周潇雨.华南理工大学 2010
本文编号：3499679
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
天然气储映泄泪事故
州一个小镇上的输油管道由于未对已存在的裂纹采取防范措施，引发了火灾造成很大??破坏。２００７年，国内某石化公司由于压力管道裂纹未及时发现，而发生泄漏引发火??灾。裂纹造成的管道事故见图１．３和图１．４。??图１．３管道表面的裂纹破坏?图１．４某工厂管道泄漏事故??２??
形和正方体的相似子图形个数分别为２的一次方、平方和立方。按这样的方法，可以??继续把起始线段和边长ｒ等分，ｒ即为单位量度，发现正方形和正方体的个数依然满??足一定的规律，且分形维数Ｄ与其中的指数ｎ数值相等。如图３．２所示。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Finite deformation analysis of crack tip fields in plastically compressible hardening–softening–hardening solids[J]. D.Khan,S.Singh,A.Needleman. Acta Mechanica Sinica. 2017(01)
[2]温度对裂纹尖端张开位移的影响[J]. 李有堂,栾秋慧. 兰州理工大学学报. 2016(06)
[3]裂纹群应力强度因子分析的广义参数有限元法[J]. 徐华,徐德峰,杨绿峰. 应用数学和力学. 2016(10)
[4]基于水平集算法的扩展比例边界有限元法研究[J]. 李建波,陈白斌,林皋. 工程力学. 2016(08)
[5]多裂纹介质在动态载荷作用下的断裂特性研究[J]. 李清,郭洋,董明明,王思嘉,周泽建. 科学技术与工程. 2016(19)
[6]在裂纹尖端引入奇异单元的偶应力有限元法[J]. 周晓敏,温庆阳. 计算机辅助工程. 2016(03)
[7]基于有限元理论的含裂纹结构1/4奇异单元计算分析[J]. 黄翱,杨大尉,郑健. 山西建筑. 2016(17)
[8]基于三维裂纹尖端应力场的应力强度因子计算方法[J]. 贾旭,胡绪腾,宋迎东. 航空动力学报. 2016(06)
[9]基于有限元的非共线边裂纹相互影响研究[J]. 周斌,孙鹏,周蜜,梁科. 科学技术与工程. 2016(13)
[10]裂纹尖端附近应力场和位移场精确解分析[J]. 薛建阳,董金爽,尚鹏. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2016(02)
博士论文
[1]基于应变的损伤力学模型及其在蠕变裂纹扩展数值模拟中的应用[D]. 温建锋.华东理工大学 2014
[2]压力设备典型材料应变腐蚀损伤研究[D]. 曹怀祥.中国石油大学（华东） 2012
[3]分形理论的若干应用[D]. 邹明清.华中科技大学 2007
[4]弹塑性材料动态裂纹尖端场研究[D]. 朱先奎.清华大学 1995
硕士论文
[1]含内裂纹海洋工程压力容器的疲劳寿命分析[D]. 王学平.兰州理工大学 2016
[2]油气管道裂纹扩展特性的研究[D]. 李若男.哈尔滨商业大学 2015
[3]基于细观力学方法的混凝土多尺度损伤力学行为研究[D]. 乔倩倩.大连理工大学 2015
[4]基于损伤力学的多轴高周疲劳寿命预测方法研究[D]. 李浩然.燕山大学 2015
[5]压力管道安全运行关键技术的实验研究及应用[D]. 魏玉婷.武汉工程大学 2015
[6]深海高压环境模拟系统的设计与研究[D]. 魏晓.青岛科技大学 2014
[7]基于损伤力学的轮盘结构疲劳—蠕变损伤分析及寿命预测[D]. 刘宁波.电子科技大学 2013
[8]埋地管道破坏的裂纹扩展分析[D]. 王鹏.河北联合大学 2012
[9]基于分形理论的复杂应力状态下高温低周疲劳短裂纹群体行为研究[D]. 王魁.大连理工大学 2011
[10]高温后混凝土微裂纹分形分析[D]. 周潇雨.华南理工大学 2010
本文编号：3499679
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