隨著世界經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,石油、天然氣的戰(zhàn)略地位越發(fā)突顯。全球石油和天然氣長(zhǎng)途運(yùn)輸通常采用管道輸送,因此長(zhǎng)輸管道的安全問(wèn)題變得格外重要。近年來(lái),通過(guò)對(duì)石油、天然氣管道失效事故調(diào)查發(fā)現(xiàn),多數(shù)失效事故由管道自身缺陷引起。由于制造工藝、腐蝕等方面的問(wèn)題,油氣長(zhǎng)輸管道可能在使用過(guò)程中產(chǎn)生缺陷,其中以裂紋缺陷的危害最大。本文以斷裂力學(xué)理論為基礎(chǔ),采用有限元軟件ANSYS對(duì)含裂紋承壓管道進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度因子數(shù)值解法進(jìn)行研究,具有一定的理論和實(shí)踐意義。應(yīng)力強(qiáng)度因子可以用以表征裂紋尖端奇異應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)弱,是研究疲勞與斷裂問(wèn)題的重要參數(shù)。本文分別采用1/4節(jié)點(diǎn)法、兩節(jié)點(diǎn)位移外推法、兩節(jié)點(diǎn)應(yīng)力外推法、多節(jié)點(diǎn)位移外推法、多節(jié)點(diǎn)應(yīng)力外推法及J積分法六種有限元分析方法,計(jì)算了含裂紋平板與含裂紋管道裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子,并將數(shù)值解法與解析法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,分析了兩種模型幾何參數(shù)和網(wǎng)格尺寸對(duì)計(jì)算誤差的影響。分析結(jié)果表明,上述6種方法中,當(dāng)網(wǎng)格尺寸較小時(shí),6種方法都可以獲得滿意的計(jì)算精度;隨著網(wǎng)格尺寸的增加,兩節(jié)點(diǎn)位移外推法、兩節(jié)點(diǎn)應(yīng)力外推法計(jì)算誤差迅速增加,而多節(jié)點(diǎn)位移外推法、多節(jié)點(diǎn)應(yīng)力外推法及J積分法受網(wǎng)格尺寸影響較... 

【文章來(lái)源】：河北科技大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

裂紋分布示意圖

根據(jù)裂紋的幾何特性可分為三種類型的裂紋[34]：穿透型裂紋、表面裂紋和深紋（如圖 2-1 所示）。圖 2-1 裂紋分布示意圖1.2 按受力特征分類裂紋按其受力特征可分為張開型裂紋（I 型裂紋）、滑開型裂紋（II 型裂紋）開型裂紋（III 型裂紋），如圖 2-2 所示，這主要是根據(jù)裂紋面位移方式或者外用方向不同分類的。

受與裂紋面平行的切向載荷作用，裂紋上、下表面動(dòng)方向垂直于裂紋尖端線。如圖 2-2c)所示，含裂紋端線平行的切向載荷作用，裂紋上下表面在其作用于裂紋尖端線。學(xué)基本參數(shù)有三個(gè)最基本的參數(shù)，及應(yīng)力強(qiáng)度因子 K、路徑無(wú)釋放率 G。度因子端應(yīng)力強(qiáng)度，在線彈性理論的框架內(nèi)，可得出裂紋( )2ij ijKσ f θπrⅠ ⅠⅠ=j=1,2,3）代表應(yīng)力分量；fij(θ)代表極坐標(biāo)角θ的函數(shù)表Ⅱ型或Ⅲ型裂紋。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]扇環(huán)形半圓截面容器應(yīng)力分析與設(shè)計(jì)[D]. 王珺.河北科技大學(xué) 2015
[4]二維裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬及疲勞壽命預(yù)測(cè)[D]. 劉偉.山東大學(xué) 2014
[5]壓力管道斜裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬分析[D]. 趙帥.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2014
[6]斜接彎管內(nèi)側(cè)裂紋斷裂參數(shù)研究[D]. 杜國(guó)強(qiáng).大連理工大學(xué) 2009
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本文編號(hào)：3267986