本文關(guān)鍵詞：基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)管線的環(huán)焊縫斷裂韌性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)要求管線在大的縱向塑性變形情況下仍能保持服役完整性。在整個(gè)管線中,環(huán)焊縫是組織結(jié)構(gòu)和性能最薄弱的位置,在管線承受塑性變形時(shí)容易首先失效。所以,往往用環(huán)焊縫的拉伸應(yīng)變?nèi)萘看砉芫�的拉伸應(yīng)變?nèi)萘�。通過(guò)評(píng)定環(huán)焊縫的延性斷裂行為可以量化管線的拉伸應(yīng)變?nèi)萘?確保管道安全運(yùn)行。本文以基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)X70管線環(huán)焊縫為研究對(duì)象,通過(guò)使用有限元技術(shù)對(duì)單邊缺口拉伸(SENT)試樣和單邊缺口彎曲(SENB)試樣的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行了模擬分析,并分別采用多試樣法和單試樣卸載柔度法,通過(guò)SENT實(shí)驗(yàn)對(duì)基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)管線環(huán)焊縫的斷裂韌性進(jìn)行了研究。有限元分析結(jié)果表明與SENT試樣相比,SENBi式樣裂紋尖端的約束度較高SENT試樣的裂紋尖端約束隨著裂紋深度比的增加而變大；裂紋深度比對(duì)SENT試樣塑性區(qū)及裂紋尖端約束的影響隨著裂紋深度比的減小,尤其是在ao/W=0.2～0.35的范圍內(nèi),不斷下降。相對(duì)于寬厚比B/W=0.5的試樣,B=W的試樣裂紋前沿較直。試驗(yàn)結(jié)果表明,在試樣兩側(cè)加入邊槽,可以使得裂紋擴(kuò)展前沿變得比較平坦,從而有利于對(duì)試樣裂紋擴(kuò)展量的精確測(cè)量。對(duì)于單邊缺口拉伸試驗(yàn)中的熱影響區(qū)試樣,通過(guò)斷后試樣截面進(jìn)行裂尖有效性驗(yàn)證非常重要。多試樣法單邊缺口拉伸試驗(yàn)可測(cè)得基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)X70管線環(huán)焊縫的斷裂韌性阻力曲線為δ=1.39578(△a)0.78335(焊縫金屬)；δ=1.55338(△a)0.82175(熱影響區(qū))；單試樣卸載柔度法單邊缺口拉伸試驗(yàn)可測(cè)得基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)X70管線環(huán)焊縫的斷裂韌性阻力曲線為δ=1.3485(△a)0.64334(焊縫金屬)；δ=1.60042(△a)0.70999(熱影響區(qū))。多試樣法試驗(yàn)試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理相對(duì)簡(jiǎn)單,但所獲得斷裂韌性阻力曲線上的點(diǎn)較少,且存在材料不一致所產(chǎn)生的試驗(yàn)偏差。單試樣卸載柔度法的試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,但所需試驗(yàn)材料少且沒(méi)有材料不均勻帶來(lái)的影響,得到的斷裂韌性阻力曲線更為精確。
【關(guān)鍵詞】：基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì) 環(huán)焊縫 斷裂韌性 單邊缺口拉伸試驗(yàn) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG405;TG115.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 研究目的及意義8-9
• 1.2 管線的基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)及對(duì)材料性能的要求9-13
• 1.2.1 管線基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)概述9-11
• 1.2.2 基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)管線對(duì)材料的性能要求11-12
• 1.2.3 基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)要求管線鋼的組織特征12-13
• 1.3 管線鋼斷裂韌性參數(shù)13-17
• 1.3.1 斷裂韌性概述13-14
• 1.3.2 線彈性斷裂力學(xué)基本參量14-15
• 1.3.3 彈塑性斷裂力學(xué)：J積分法15-16
• 1.3.4 裂紋尖端張開位移（CTOD）16-17
• 1.4 管線鋼及環(huán)焊縫斷裂韌性測(cè)試技術(shù)17-21
• 1.4.1 SENB和CT試驗(yàn)法17-18
• 1.4.2 全尺寸拉伸（FST）試驗(yàn)18-19
• 1.4.3 寬板拉伸（CWP）試驗(yàn)19-20
• 1.4.4 單邊缺口拉伸（SENT）試驗(yàn)20-21
• 1.5 主要研究?jī)?nèi)容和方法21-22
• 第二章 基于有限元分析對(duì)單邊缺口拉伸試驗(yàn)的研究22-31
• 2.1 有限元分析軟件介紹及分析方法22-24
• 2.1.1 有限元分析軟件介紹22
• 2.1.2 有限元分析方法和步驟22-24
• 2.2 材料性能及有限元模型24-26
• 2.2.1 材料性能24-25
• 2.2.2 有限元模型25-26
• 2.3 SENB及SENT試驗(yàn)對(duì)裂紋尖端約束的影響26-27
• 2.4 不同裂紋深度比SENT試樣對(duì)裂紋尖端約束的影響27-28
• 2.5 不同寬厚比SENT試樣的影響28-29
• 2.6 本章小結(jié)29-31
• 第三章 多試樣法SENT試驗(yàn)測(cè)基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)X70管線環(huán)焊縫的斷裂韌性阻力曲線31-41
• 3.1 材料性能及試樣制備31-33
• 3.2 試驗(yàn)方法33-34
• 3.3 計(jì)算裂紋尖端張開位移δ34-36
• 3.4 試驗(yàn)結(jié)果與討論36-39
• 3.4.1 試驗(yàn)結(jié)果36-37
• 3.4.2 斷口形貌及有效性驗(yàn)證37-39
• 3.4.3 斷裂韌性阻力曲線39
• 3.5 本章小結(jié)39-41
• 第四章 單試樣卸載柔度法測(cè)基于應(yīng)變?cè)O(shè)計(jì)X70管線環(huán)焊縫的斷裂韌性阻力曲線41-50
• 4.1 試樣制備41-42
• 4.2 試驗(yàn)過(guò)程42-43
• 4.3 試驗(yàn)方法43-45
• 4.3.1 雙引伸計(jì)法計(jì)算裂紋尖端張開位移CTOD43-44
• 4.3.2 卸載柔度法計(jì)算裂紋尺寸44-45
• 4.4 試驗(yàn)結(jié)果與討論45-49
• 4.4.1 試驗(yàn)結(jié)果45-47
• 4.4.2 斷口形貌及有效性驗(yàn)證47-48
• 4.4.3 斷裂韌性阻力曲線48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50
• 5.2 展望50-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的論文56-57

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：398443