基于仪器化夏比冲击试验的管道钢断裂韧性确定方法研究

发布时间：2021-03-28 15:59

　　近年来,国家能源战略的部署与发展对能源储运能力提出了新的要求,至十二五结束油气输送主干管道里程数增长近一倍,随着管道运输需求的增加,高强度高韧性钢在管道运输领域得到了大范围应用,此类管道发生断裂时,裂尖区域通常处于大范围屈服状态,通过衡量其启裂韧性和止裂韧性来判断管道钢的断裂韧性,对其安全性能有指导意义。本文详细研究了基于仪器化夏比冲击试验的管材断裂韧性的测试方法,通过试验测试和数值模拟两个方面对其断裂韧性进行了定性与定量的研究,分析其断裂模式与扩展规律。通过夏比冲击试验的结果分析两种材料试样的断裂韧性,并通过柔度变化率曲线法,确定试样的启裂位置,将启裂条件下的特征值代入准静态公式求解动态J积分。通过对比动态J积分和准静态J积分的曲线,建立基于CVN试件动态试验方法求解准静态J积分的方程;根据J积分与冲击试验载荷-位移曲线斜率的量纲一致,建立了基于载荷-位移曲线求解J积分的公式。根据Gurson损伤理论,建立了CVN试样的断裂有限元模型,分析试样启裂和裂纹扩展的过程,通过试验验证,模拟结果一致程度较高;通过有限元模拟计算得到CVN试件动态断裂过程中的CTOA值,并与其他试件进行对比,发... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

摆锤式冲击试验机Fig.2.1Pendulumimpacttester

用光电编码器可以将采集到的数据传递给系统，据通过接口传给计算机，计算机采用试验软件将并可将试验报告导入报告模板（Excel 格式），通理仪及高速数据采集卡采集冲击瞬时的力-时间曲线；软件自动在力-位移曲线上标记出动态屈服力 F起始力 Fiu、不稳定裂纹扩展终止力 Fa等力的特征服位移 Sgy、最大力时位移 Sm、不稳定裂纹扩展起止位移 Sa、总位移 St、最大力时的能量 Wm、不稳定裂纹扩展终止能量 Wa、总冲击能量 Wt等相关指验标准[18]中规定将具有一定尺寸、形状和缺口类样支座上，使其呈简支梁状态，摆锤会自动抬升次性打击，如图 2.2 所示，冲击能量的获取实际上量的过程，并根据记录的力特征值分别确定相对

取样图

【参考文献】：
期刊论文
[1]仪器化冲击试验机进行V型缺口欧标冲击试验[J]. 类成华,杨雷岗,孙继松,李智,王贵勇,洪刚.  物理测试. 2015(05)
[2]准静态和动态加载对裂纹扩展阻力曲线的影响及其关系的研究[J]. 潘建华,陈学东,姜恒,王秀喜.  高压物理学报. 2015(02)
[3]CTOA测试中的约束分析[J]. 孔令圳,帅健,周夏伊.  中国测试. 2014(04)
[4]基于ANSYS的J积分计算与分析[J]. 赵海涛,石朝霞,战玉宝.  煤矿机械. 2007(05)
[5]X80高钢级管线钢冲击韧性研究[J]. 孟强,冯耀荣,庄传晶,张小立,姜焕勇.  石油矿场机械. 2006(04)
[6]三维J积分在ANSYS中的计算[J]. 宋启明,李国成.  石油化工设备. 2006(02)
[7]断裂力学理论及其研究方法在材料学中的应用[J]. 孙凯,刘忆.  辽宁工程技术大学学报. 2005(S1)
[8]冲击试验的现状与发展[J]. 唐振廷,陈一龙.  汽车工艺与材料. 2004(10)
[9]含二相粒子非线性粘弹性聚合物材料界面脱粘研究[J]. 常留红,陈建康,白树林.  航空材料学报. 2004(05)
[10]渗氢前后Zr-4合金板的力学性能及有限元模拟[J]. 王瑞红,丁向东,肖林,孙军.  中国有色金属学报. 2002(03)

博士论文
[1]基于细观损伤机理的韧性断裂研究[D]. 姜薇.西北工业大学 2016
[2]冲击载荷作用下压力容器用金属材料动态断裂行为的研究[D]. 潘建华.中国科学技术大学 2013

硕士论文
[1]笔头用易切削不锈钢钻削加工性能的数值研究[D]. 王永嘉.西安建筑科技大学 2016
[2]Cosserat理论有限元法的ABAQUS二次开发及其在断裂力学中的应用[D]. 杨国华.山东大学 2014
[3]先进高强度钢板冲压成形破裂实验研究与表征分析[D]. 孙莹.上海交通大学 2014
[4]双向等通道制备超细晶6061铝合金的研究[D]. 肖潇.昆明理工大学 2010
[5]基于局部法示波冲击与三点弯曲断裂韧性相互预测[D]. 张国尚.天津大学 2004



本文编号：3105841