三通内拐角椭圆裂纹应力强度因子分析

应力强度因子K1是缺陷结构安全评定参数,三通内拐角椭圆裂纹应力强度因子计算十分复杂。用ANSYS软件建立内压载荷下三通内拐角椭圆裂纹有限元模型,计算了不同几何结构参数下裂纹的应力强度因子K1,拟合了裂纹前缘的形状因子F计算公式。结果表明：内压下三通内拐角椭圆裂纹前缘形状因子最大值出现在主管或支管表面位置;三通主管壁厚增加,形状因子F减小;内压下椭圆裂纹有扩展为圆形裂纹的趋势。     

焦散线法测量Ⅰ型裂纹应力强度因子

通过透射式焦散线实验方法对三点弯梁的底部裂纹应力强度因子进行测量,获得反映应力强度信息的焦散斑图,测量出焦散斑特征尺寸—焦散斑最大直径。通过焦散线方程建立的焦散斑特征尺寸与应力强度因子K1之间的关系,确定了含有Ⅰ型裂纹的三点曲梁在载荷作用下裂纹尖端的应力强度因子,与理论值比较结果符合得很好。     

内压载荷下X80管道裂纹应力分布规律研究

为了研究内压作用下管道裂纹应力场分布规律,以含有表面裂纹的X80管道为研究对象,对不同形状、不同方向、不同内压、不同尺寸的含裂纹管道进行仿真分析和实验验证。结果表明:裂纹尖端处应力远大于裂纹中心应力。裂纹形状对应力影响作用较小,随着裂纹方向与管道轴向夹角增大,裂纹尖端应力先增大后减小,随着管道内压、裂纹深度、裂纹长度的增大,裂纹尖端处应力随之线性增大。其中,裂纹长度对裂纹尖端应力的影响小于管道内压和裂纹深度。     

圆管外表面轴向椭圆裂纹应力强度因子的有限元研究

采用1/4节点奇异单元,建立了求解圆筒外表面轴向椭圆裂纹应力强度因子的断裂力学分析模型,分析了应力强度因子随圆筒外径与内径比k=ro/ri、椭圆率a/b及裂纹的相对深度a/t的变化规律,并结合VB编制出了求解圆筒外表面椭圆裂纹应力强度因子的自动分析软件。     

关于管道钢的应力腐蚀开裂问题

管道应力腐蚀开裂是从潜伏在管道表面上的小裂纹发展起来的,引起应力腐蚀开裂必须同时具备三个条件,即拉应力、特定的腐蚀环境和敏感的管道材料。管道内表面接触Ｈ２Ｓ、ＣＯ２会形成腐蚀性介质,造成硫化物应力腐蚀开裂。埋地管线外壁在保护涂层和阴极保护失效的情况下,也会引起外壁应力腐蚀开裂。中性ｐＨ值应力腐蚀开裂４个因素条件即防腐层、土壤、温度和阴极保护电流的状况。建议要考虑管道裂纹的内检测工具的通过,加强对国     

拱肩裂纹对隧道稳定性影响的数值分析与试验研究

文章利用Abaqus软件,分析了拱肩裂纹对直墙拱形隧道整体稳定性和强度的影响,归纳了模型的破坏规律;数值模拟计算出了隧道周边各点的Tresca应力和裂纹尖端的应力强度因子YI和YⅡ,并采用模型试验对模拟结果加以验证。结果表明,拱肩处的贯通裂纹会降低直墙拱形隧道的整体稳定性及强度,随着裂纹与侧壁夹角θ的变化,裂纹对隧道的影响程度有所不同,当θ=130°时,裂纹对直墙拱形隧道的整体稳定性及强度影响最大,裂纹尖端的无量纲应力强度因子YⅡ也最大,应力集中现象最为明显。     

输气管道站场应力分析

为确保管道在安装、试压、运行条件下安全,管道项目均应进行应力分析,以满足管道设计强度和柔性要求。文中以某输气管道工程输气站场为例,通过边界条件的简化处理并考虑埋地段与土壤的真实效应,在CAESARⅡ中建立了输气管道站场应力分析模型进行应力校核、清管工况应力分析。在安装工况、试压工况、运行工况以及清管工况条件下,站场应力模型满足应力校核需求,分析方法和结果也可以做为类似分析的参考。     

低温条件下在役管道不停输沉降的设计与施工

管道沉降施工过程中,管道暴露在大气环境中,如果昼夜温差过大,会在管道内产生轴向应力,威胁管道安全。文中以涩宁兰一线和涩宁兰二线沉降施工为例,介绍了在役管道低温条件下不停输沉降的受力计算方法、施工步骤及注意事项,并通过增加沉管过渡段长度、降低管道操作压力等措施,降低了管道沉管施工的轴向拉伸应力,确保了低温条件下管道沉降施工安全,使沉管施工安全、顺利实施。     

裂纹位置与深度对围岩岩体稳定性的影响分析

在隧道掘进过程中,天然地应力的平衡状态将会受到破坏并进行应力重分布,在构造应力场或自重应力场作用下将会引发裂纹的起裂、扩展和贯通,从而导致隧道的失稳坍塌。文章采用数值模拟和室内模型试验方法对比分析了裂纹位置、长度、深度等因素对马蹄形断面隧道围岩结构稳定性的影响。其中,数值模拟分析了隧道围岩的破坏形式及对裂纹尖端应力强度因子的计算,隧道模型试验研究了裂纹对隧道模型抗压强度的影响。结果表明:(1)数值模拟结果与模型试验结果较为吻合;(2)裂纹位于马蹄形隧道的拐角处或裂纹倾角为45°时,对隧道的稳定性削弱作用最大;(3)隧道围岩内裂纹的长度越长,隧道模型的抗压强度越小;(4)裂纹长度达到一定程度时,裂纹深度对隧道的危害性作用基本呈线性增加的趋势;(5)裂纹缺陷对隧道围岩应力重分布及破坏形式有较大的影响。     

腐蚀管道体积型缺陷评价方法

结合管道完整性管理和合于适用评价的管理理念,重点介绍了6种评价腐蚀管道体积型缺陷的方法,并对他们在流变应力、缺陷形状、鼓胀修正因子方面的差异进行了对比分析.最后介绍了一种国内科技工作者研究的评价方法,该方法考虑了弯矩、拉伸的组合作用,可科学准确地计算出腐蚀管道的剩余强度.便于评估人员选择合适的评价方法,确保管道安全运行管理.     

输油站场清管系统应力分析

清管是输油管道重要的常规作业之一,是保证管线长期按照设计输量运行的重要保障。目前,对输油站场的清管系统在运行工况下的应力分析较少,特别是没有考虑由于清管器本身对管道所造成的冲击对管道应力分布的影响,所以有必要对输油站场清管工况下的管道进行应力分析。文中采用CAESAR Ⅱ软件对某输油站清管工况下管道系统进行应力分析,建立了清管器受力模型,通过编制VB程序计算了清管器的冲击产生的集中应力大小,并以假设清管器产生的冲击力最大的情况下得出整个管道的一、二次应力分布,找出了一、二次应力分布的关键点,并进行了校核,满足管道的强度要求,所用方法有利于更好地保证清管作业安全。     

车辆载荷碾压作用下管道的安全性测试与分析

通过对重车碾压的土层压力进行试验,总结计算出了车辆载荷引起土层应力的分布规律,综合土层应力的分布规律、土层参数和钢材参数,建立了重车碾压对管道应力影响的有限元分析模型,提出了应力在土壤中沿深度方向变化的计算公式,通过静载和动载分析,计算出了管道安全的最低埋设深度,对埋深大于1．5m且管道上覆土层均匀密实的管道,由车辆载荷而导致的管道附加应力与管道强度及管道内气压相比,不会危及管道安全,也不会造成管道的疲劳破坏。     

管道疲劳寿命的可靠性分析

针对管道的疲劳失效分析,以概率论为基础,结合确定性的疲劳断裂力学估算方法,推导了管道的疲劳裂纹扩展寿命的计算公式.考虑到主要评定参数:初始裂纹尺寸、工况载荷、断裂韧性、机械强度、系数等的不确定性和随机性,应用蒙特卡罗模拟法对这些具有某种特定分布的随机变量进行了随机抽样计算.并利用数值积分法编制了计算机程序,求出在一定可靠度和置信度下的疲劳寿命,并与理论计算方法求得的疲劳寿命进行了比较.还比较了不同初始裂纹尺寸和断裂韧性对疲劳寿命的影响,并给出了算例.分析结果表明:蒙特卡罗模拟法真实地反映评定参数客观存在的不确定性,克服了确定性评定方法的缺点,具有良好的工程指导意义.     

测试应力腐蚀临界应力强度因子的新方法

应力腐蚀临界应力强度因子的测试方法是基于线弹性继裂力学理论和应力腐蚀理论提出的一种新的测试方法。该方法采用精密电子元件测试所需应力值,并利用显微镜测得的直径,通过计算便可获得应力腐蚀临界应力强度因子值。实践表明：该方法具有操作简单、应用灵活、成本低等优点。     

环焊缝对管道系统跨距的影响

为了研究环焊缝对管道系统强度的削弱作用,对管道的环焊缝应力状态进行分析,得出管道环焊缝处强度主要由自重以及外载产生的轴向弯曲应力控制.管道跨距是决定轴向弯曲应力的主要变量,参照第一强度理论计算方法,通过引入环向焊接接头系数来考虑环焊缝对管道的跨距值的削弱作用,将计算值与现有标准规范中的管道跨距设计值相比较,并分析环焊缝...     

氢环境中管道轴向裂纹扩展孕育期的计算

在天然气输送工程中，广泛存在着管道的氢损伤问题。本文根据内聚力损伤模型，结合权函数方法，通过计算数学裂纹长度，提出了含轴向裂纹管道在氢环境中裂纹扩展孕育期的计算方法，并从理论和数值计算两方面分析了操作压力、氢环境、氢扩散系数以及环境温度对孕育期的影响。     

管道锥形插口接头的弹塑性模型

为了研究机械插口接头的强度随管道力学性能及尺寸的变化,并改进接头强度的计算方法以保证其强度在工作压力作用下的均一性,文中采用Генки-Ильюшина的塑性变形理论对接头进行强度分析,采用有限元法与迭代和逐次逼近相结合的方法进行计算。深入分析了不同直径比和壁厚,不同弹塑性管材以及工作压力对机械插口接头的影响。对提高接头在不同初始参数条件下的强度均一性提出建议。     

基于Abaqus的蒸汽管道应力分析

文中针对某装置高温高压蒸汽管道中出现的应力问题,应用结构有限元分析方法对复杂工况下的蒸汽管道进行应力分析与计算,结果发现其最大应力值超标。通过分析比对,提出增加支吊架的改进方法,从而降低蒸汽管道所承受的应力,有效防止管道出现过应力失效。     

弯管内壁环向裂纹应力强度因子K_I有限元分析

应力强度因子KI是缺陷结构安全评定的必要参数。利用有限元分析软件ANSYS自顶向下建模方法得到弯管内壁环向裂纹模型,并对KI进行计算与分析。结果表明:随裂纹深度a及裂纹半角θ的增大,KI都是先增大后平缓;KI与纵向裂纹角θ1无关;KI随环向裂纹角θ2的变化有3个波峰,自弯管外侧起分别为60°、180°与300°。因此,当a>4 mm,θ>20°且裂纹位于θ2的波峰位置时,结构处于最危险状态,需给予足够关注。     

氢在高强度管道钢应力腐蚀中的作用

用显微镜观察了不同充氢电流下X80管道钢恒载荷拉伸试样的显微组织和断口形貌 ,测定了管道钢中氢致附加应力。结果表明 :随氢浓度增加、应力减小 ,试样断口逐渐从韧性断口向脆性断口过渡 ;断裂微裂纹通常在点蚀坑和杂质处形成并呈不连续扩展 ,形成穿晶断裂 ;管道钢中氢致附加应力随氢浓度的增加而线性升高