等比例載荷作用下含未焊透缺陷不銹鋼管道安全性分析.pdf

1、壓力管道是現(xiàn)代流程工業(yè)中的重要組成部分，而在役工業(yè)壓力管道中普遍存在著大量未焊透缺陷，但國內(nèi)外對此類缺陷的研究較少，尤其是在內(nèi)壓、彎矩組合載荷作用下含未焊透缺陷管道的極限載荷研究更少。 本文對工業(yè)中常用的不銹鋼管道為研究對象，通過理論分析得到了在內(nèi)壓、彎矩組合載荷作用下管道危險點(diǎn)失效時彎矩和內(nèi)壓的解析式，該式表示管道的設(shè)計載荷線。通過有限元計算，詳細(xì)的研究了單一內(nèi)壓、單一彎矩及不同比例內(nèi)壓彎矩組合作用下管道塑性極限載荷，主要考察

2、了未焊透缺陷環(huán)向尺寸和深度對管道極限承載能力的影響。在此基礎(chǔ)上初步提出一種針對于未焊透缺陷的管道安全評定方法。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： (1)建立了含未焊透缺陷管道的三維有限元計算模型，編制出適合本課題需要的有限元前處理及計算程序。 (2)對含未焊透缺陷管道塑性極限載荷的影響因素進(jìn)行簡化，完成單一內(nèi)壓、單一彎矩及不同比例內(nèi)壓彎矩組合載荷作用時大量不同未焊透缺陷尺寸管道的塑性極限載荷計算，并建立相關(guān)的有限元解數(shù)據(jù)庫。

3、研究含未焊透缺陷管道的塑性極限載荷隨主要影響因素的變化規(guī)律，提出含未焊透缺陷管道失效模式，并在有限元解的基礎(chǔ)上擬合出含未焊透缺陷管道的塑性極限載荷計算公式。 (3)通過理論分析所得到的管道設(shè)計載荷線與有限元計算的極限載荷曲線比較，獲得了管道所含未焊透缺陷的容限尺寸。在大多數(shù)情況下，這種方法不需要對管線進(jìn)行應(yīng)力分析，應(yīng)用十分簡便。 (4)通過對有限元計算所得極限載荷曲線簇進(jìn)行研究，獲得曲線簇的下包絡(luò)線作為內(nèi)壓彎矩組合載荷作