【摘要】：本文主要是在前人的對含局部減薄常溫管道極限載荷研究的基礎上,針對高溫下長時服役管道的極限載荷進行研究,同時考慮由于腐蝕原因產(chǎn)生的局部減薄。 本文首先利用Ramberg-Osgood彈塑性本構方程,結合損傷力學理論,推導了含有初始蠕變損傷的彈塑性本構。對10CrMo910材料進行了蠕變實驗,通過不同的實驗時間以得到不同蠕變損傷的材料,然后再對這些材料進行高溫短時拉伸,得到不同損傷對應的應力應變曲線。將試驗得到的應力應變曲線和含損傷的彈塑性本構關系描述的應力應變曲線進行對比,表明兩者之間有一定的吻合度。 其次,在高溫下服役的管道會逐漸產(chǎn)生損傷。在最大主應力控制的情況下,損傷從內壁到外壁是漸增的；在當量應力的控制下,損傷是從內壁到外壁則漸減。用得到的含初始蠕變損傷的彈塑性本構方程,對損傷沿壁厚均勻分布的管道進行極限載荷的分析,得到損傷對極限載荷影響的一般規(guī)律；在損傷沿壁厚變化的情況下,經(jīng)對管道進行極限載荷分析,得到管道的極限載荷與最大損傷呈線性關系。 最后,同樣用含初始蠕變損傷的彈塑性本構方程對含局部減薄的管道,同時蠕變損傷沿著管道壁厚是從內而外變化的情況進行了有限元極限載荷分析,得到了蠕變損傷、缺陷尺寸和管道極限載荷三者之間的關系。
[Abstract]:Based on the previous research on the limit load of pipeline with local thinning and room temperature, the ultimate load of long service pipeline at high temperature is studied in this paper, and the local thinning caused by corrosion is considered at the same time. In this paper, based on the Ramberg-Osgood elastoplastic constitutive equation and the damage mechanics theory, the elastoplastic constitutive model with initial creep damage is derived. The creep tests of 10CrMo910 materials were carried out. Different creep damage materials were obtained by different experimental time, and then the stress-strain curves of different damage were obtained by short-time tensile test at high temperature. The comparison between the stress-strain curve obtained by the experiment and the stress-strain curve described by the elasto-plastic constitutive relation with damage shows that there is a certain degree of agreement between the two curves. Secondly, the pipeline in service at high temperatures will gradually cause damage. Under the control of the maximum principal stress, the damage increases gradually from the inner wall to the outer wall, while under the control of the equivalent stress, the damage decreases gradually from the inner wall to the outer wall. Based on the elasto-plastic constitutive equation with initial creep damage, the limit load of pipes with uniform distribution of damage along the wall thickness is analyzed, and the general rule of the effect of damage on the ultimate load is obtained. Under the condition that the damage changes along the wall thickness, the ultimate load of the pipeline is analyzed and the linear relationship between the ultimate load and the maximum damage is obtained. Finally, the elastic-plastic constitutive equation with initial creep damage is also used to analyze the creep damage of the pipeline with local thinning, and the creep damage along the wall thickness of the pipeline is changed from inside to outside by finite element limit load analysis, and the creep damage is obtained. The relationship between the size of the defect and the ultimate load of the pipe.
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TH49

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