本文選題：局部減薄 + 光面管��； 參考：《廣西大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在水、泥沙長期侵蝕和沖刷下,水電站壓力鋼管表面常會出現(xiàn)局部減薄缺陷,導(dǎo)致壓力鋼管極限承載力降低,發(fā)生塑性失效問題,影響壓力鋼管的安全。本文在課題組以往無缺陷壓力鋼管極限承載力研究成果基礎(chǔ)上,針對含局部減薄水電站光面管和加勁管,開展了管道結(jié)構(gòu)的塑性失效機(jī)理和極限承載力研究,主要內(nèi)容為:(1)從含局部減薄模型建立、增量迭代方法、收斂準(zhǔn)則、失效準(zhǔn)則等方面,結(jié)合已有試驗(yàn)數(shù)據(jù),研究并驗(yàn)證了適用于含局部減薄水電站壓力鋼管極限承載力分析的彈塑性增量有限元(EPIA)數(shù)值模擬方法,同時(shí)建議:考慮材料應(yīng)變硬化進(jìn)行管道極限承載力分析;采用真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行管道極限承載力分析;低強(qiáng)度和中高強(qiáng)度鋼材壓力鋼管失效參考應(yīng)力分別取為0.9σu'和σu'(σu'為鋼材真實(shí)抗拉強(qiáng)度)。(2)揭示了含局部減薄水電站光面管的塑性失效機(jī)理,確定了其極限承載力的主要影響因素,建立了分別適用于低強(qiáng)度和中高強(qiáng)度鋼材的極限承載力簡化計(jì)算公式。研究表明:不同強(qiáng)度鋼材含局部減薄光面管失效過程基本相同,但失效模式可分為三類,與材料參數(shù)和局部減薄尺寸有關(guān);無量綱化極限承載力主要影響因素為局部減薄深度c、軸向長度a和環(huán)向?qū)挾萣,其影響程度依次降低�；谝陨嫌绊懸蛩匮芯繑M合得到了以不含局部減薄光面管極限承載力P0、a、b和c為變量的極限承載力簡化計(jì)算公式。(3)揭示了含局部減薄水電站加勁管的塑性失效機(jī)理,確定了其極限承載力的主要影響因素,建立了相應(yīng)的極限承載力簡化計(jì)算公式。研究表明:含局部減薄加勁管失效模式和光面管基本相同;靠近局部減薄區(qū)域的加勁環(huán)對極限承載力有顯著影響;局部減薄尺寸較大時(shí)加勁管pL明顯大于光面管,但極限承載力影響因素相同,基于含局部減薄光面管的極限承載力計(jì)算公式提出了加勁管的極限承載力簡化計(jì)算公式。
[Abstract]:Under the condition of water and sediment erosion and erosion for a long time, local thinning defects often occur on the surface of penstock in hydropower station, which leads to the reduction of ultimate bearing capacity of penstock and the occurrence of plastic failure, which affects the safety of penstock. Based on the previous research results of the ultimate bearing capacity of the penstock without defects, the plastic failure mechanism and ultimate bearing capacity of the pipeline structure are studied for the smooth and stiffened pipes of the hydropower station with local thinning. The main contents are as follows: (1) from the aspects of building model with local thinning, incremental iteration method, convergence criterion, failure criterion and so on, combined with the existing experimental data, The numerical simulation method of elastic-plastic incremental finite element method (EPIA) which is suitable for the ultimate bearing capacity analysis of penstock with local thinning is studied and verified. It is also suggested that the ultimate bearing capacity of pipeline should be analyzed with the consideration of material strain hardening. The ultimate bearing capacity of pipeline is analyzed by using the true stress-strain curve. The failure reference stress of low strength steel pipe and medium and high strength steel pipe are taken as 0.9 蟽 u 'and 蟽 u' (蟽 u'is the real tensile strength of steel) respectively. The plastic failure mechanism of smooth surface pipe with local thinning is revealed, and the main influencing factors of ultimate bearing capacity are determined. A simplified formula for calculating the ultimate bearing capacity of low strength steel and medium strength steel is established. The results show that the failure process of steel with different strength is basically the same, but the failure modes can be divided into three types, which are related to material parameters and local thinning size. The main influencing factors of dimensionless ultimate bearing capacity are local thinning depth (c), axial length (a) and circumferential width (b), which decrease in turn. Based on the above factors, a simplified formula for calculating the ultimate bearing capacity of smooth surface tubes without local thinning is obtained, which takes P0 and c as variables), which reveals the plastic failure mechanism of stiffened pipes in hydropower stations with local thinning. The main influencing factors of ultimate bearing capacity are determined and the corresponding simplified formula of ultimate bearing capacity is established. The results show that the failure mode of the stiffening tube with local thinning is basically the same as the smooth tube, the stiffening ring near the local thinning area has a significant effect on the ultimate bearing capacity, and the pL of the stiffening tube is obviously larger than that of the smooth tube when the local thinning size is larger. However, the influence factors of ultimate bearing capacity are the same. A simplified formula for calculating ultimate bearing capacity of stiffened pipe is proposed based on the formula of ultimate bearing capacity of tube with local thinning and smooth surface.
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TV732.41

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本文編號：2026856