應(yīng)用斷裂力學(xué)理論對在役壓力管道進(jìn)行安全評定,是國際上安全評定規(guī)范的發(fā)展趨勢,具有十分重要的實際意義。自七十年代至今,斷裂力學(xué)理論和實際應(yīng)用都有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展。但是,對于工程中一些含裂紋的結(jié)構(gòu),進(jìn)行安全評定時可以直接利用的斷裂參數(shù)解仍然很缺乏。本文以斷裂力學(xué)為基礎(chǔ),采用有限元分析方法,借助ANSYS有限元分析軟件,對含沿軸向內(nèi)表面裂紋光滑彎管進(jìn)行分析。經(jīng)過有限元分析計算給出不同裂紋尺寸、材料特性及不同載荷條件時,線彈性條件下表面裂紋的應(yīng)力強度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ值;彈塑性條件下的J積分值。進(jìn)一步換算成工程實際易于應(yīng)用的形狀因子F以及全塑性解系數(shù)h₁,解決了應(yīng)力強度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ計算空缺,增補了J積分全塑性解數(shù)據(jù)庫。包括: 1.簡單介紹了我國在役壓力管道使用現(xiàn)狀,列舉了幾種國內(nèi)外常用的含缺陷壓力管道評定技術(shù);分析研究現(xiàn)階段斷裂力學(xué)在含裂紋缺陷結(jié)構(gòu)中的研究方法和進(jìn)展,為彎管斷裂分析提供立題依據(jù)。 2.研究探求ANSYS中含裂紋結(jié)構(gòu)有限元模型建立方法,根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)的算例驗證了裂紋模擬... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

含軸向內(nèi)表面長裂紋圓筒有限元模型

從而改變模型整體單元的疏密，然后進(jìn)行有限元求解，將得到的幻值與EPRI工程手冊中的值進(jìn)行比較，來找到比較合適的網(wǎng)格密度。如圖2.12給出了不同網(wǎng)格密度下的含三維長裂紋圓筒的有限元模型:圖2.12不同網(wǎng)格密度下的裂紋圓筒模型(F192.12CylinderModelwithCraekinDieffrentMeshingDensiyt)

的5%;在裂尖附近區(qū)域單元最大長度與最小長度之比應(yīng)小于5，在遠(yuǎn)離裂尖區(qū)域此值可以適當(dāng)放大，但最大不可超過20。整體模型的網(wǎng)格密度經(jīng)過反復(fù)試算來確定，具體如下:如圖3.2所示，彎管直管段沿軸向劃分為20段，沿周向每10。劃分一個單元共36段，裂紋沿半長度方向劃分8段，裂紋半長度至直管段劃分為10段�？傮w構(gòu)成為:裂尖周圍912個退化奇異SOLID95單元、14223個SOLID45實體單元，節(jié)點個數(shù)15135個。由于要對若干個尺寸的裂紋模型進(jìn)行有限元分析，因此，模型的創(chuàng)建通過ANSYS提供的參數(shù)化設(shè)計語言(APDL)編寫相關(guān)的程序(見附錄B.1)，通過改變相關(guān)的參數(shù)(包括:幾何尺寸一壁厚、裂紋長度、裂?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]在役壓力管道安全評定研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 沈士明.  中國機械工程. 1997(03)
[2]用EPRI全塑性解估算長屈服平臺鋼含缺陷結(jié)構(gòu)的J積分[J]. 胡正民,王威強,李培寧,琚定一.  石油化工設(shè)備. 1992(03)
[3]壓力容器缺陷評定規(guī)范CVDA—1984[J].   機械強度. 1985(01)

碩士論文
[1]斜接彎管沿管向穿透裂紋彈塑性有限元分析[D]. 肖傳冰.大連理工大學(xué) 2003



本文編號：3611427