【摘要】： 斷裂力學(xué)是在20世紀(jì)50年代以來(lái),隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而蓬勃興起并得到廣泛應(yīng)用的一門(mén)新興學(xué)科。自70年代至今,斷裂力學(xué)理論和實(shí)際應(yīng)用都有相當(dāng)大的發(fā)展.然而,對(duì)于工程中的一些含裂紋的結(jié)構(gòu),進(jìn)行安全評(píng)定時(shí)可以直接應(yīng)用的斷裂參數(shù)解仍然很缺乏。本文以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ),運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立含內(nèi)側(cè)環(huán)向內(nèi)表面裂紋的斜接彎管模型,對(duì)其進(jìn)行有限元分析,計(jì)算得到不同裂紋尺寸和不同載荷時(shí),線彈性條件下的應(yīng)力強(qiáng)度因子K_1值和彈塑性條件下的J積分值,進(jìn)一步換算成工程上更容易應(yīng)用的形狀因子F值和全塑性解系數(shù)h_1,豐富現(xiàn)有的斷裂參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。本文包括以下幾方面的工作: 1.簡(jiǎn)單介紹了我國(guó)在役壓力管道使用現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)外常用的壓力管道安全評(píng)定技術(shù),研究了斷裂力學(xué)理論,從而為彎管斷裂分析提供立題依據(jù)和理論儲(chǔ)備。 2.應(yīng)用ANSYS軟件簡(jiǎn)單分析無(wú)缺陷斜接彎管在給定的內(nèi)壓和彎矩載荷下的應(yīng)力分布規(guī)律,從而可以大致了解裂紋位置的當(dāng)?shù)貞?yīng)力場(chǎng),為下面的分析提供一些依據(jù)。 3.以現(xiàn)有的EPRI結(jié)果為參考依據(jù),對(duì)建立含裂紋有限元模型方法的正確性進(jìn)行論證,從而為本文以后的工作提供依據(jù)和打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 4.建立含內(nèi)側(cè)環(huán)向內(nèi)表面裂紋的斜接彎管有限元模型,借助ANSYS后處理器中提供的計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子模塊,計(jì)算得到線彈性條件下的應(yīng)力強(qiáng)度因子K_1并換算成形狀因子F。利用線彈性分析計(jì)算得出的結(jié)果對(duì)模型的裂紋尖端進(jìn)行了簡(jiǎn)單的塑性區(qū)修正,并討論了修正方法的適用性。 5.根據(jù)能夠描述材料各向同性強(qiáng)化特性的Voce硬化理論定義非線性材料,對(duì)本文所研究裂紋進(jìn)行彈塑性有限元分析。根據(jù)EPRI中對(duì)于全塑性J積分處理方法,確定本文全塑性分析的計(jì)算方法。 6.在不同裂紋尺寸、不同內(nèi)壓和不同內(nèi)壓彎矩比例載荷作用下,計(jì)算全塑性J積分和全塑性解系數(shù)h_1,并整理編制了全塑性解系數(shù)h_1表格。 7.根據(jù)計(jì)算出的斷裂參數(shù)繪制失效評(píng)定圖,與國(guó)標(biāo)采用的通用失效評(píng)定曲線做比較并進(jìn)行研究討論。 8.對(duì)模型的塑性極限載荷做了簡(jiǎn)單的計(jì)算研究,為含缺陷壓力管件安全評(píng)定的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文行應(yīng)力分析。如圖2.4所示，本文選取沿管向A一B一C一D一E方向、中間對(duì)稱(chēng)面部位沿環(huán)向C一F一G方向、沿厚度H一C方向三個(gè)路徑進(jìn)行分析。J一‘八月SYS二.翻，.扭二，I，侶二哥1，圖2.4斜接彎管有限元模型Fig.2.4F而 teelementmodelof而 teredelbow2.3.1內(nèi)壓作用下斜接彎管應(yīng)力分布(l)位移約束及加載在圖2.4所示的有限元模型中，由于此模型為1/2模型，是由完整模型從中間截開(kāi)而得

Fig.3.3Distributionofthenodeofsingularityelement 3.1.2穿透裂紋板有限元模型的建立由于模型結(jié)構(gòu)和載荷的對(duì)稱(chēng)性，，本文建立了1/4模型，有限元模型如圖3.4所示。圖3.4平板裂紋有限元模型Fig.3.4F而 teelementmodeloferackedPlanemodel
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TH114

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本文編號(hào)：2685316