含凹坑缺陷彎管的塑性極限載荷研究.pdf

1、壓力管道廣泛應(yīng)用于石油化工、能源和醫(yī)藥等工業(yè)領(lǐng)域以及城市供氣與供熱系統(tǒng)中，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。彎管是管道系統(tǒng)的主要構(gòu)件，它不僅能改變管道的方向，并且通過(guò)彈性變形大大降低系統(tǒng)中由于熱膨脹等因素產(chǎn)生的力和彎矩。在實(shí)踐中，彎管不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的缺陷，如腐蝕、沖蝕、機(jī)械損傷等，凹坑就是管道受腐蝕的結(jié)果。凹坑是彎管中常見(jiàn)的體積型缺陷，是一種破壞性較大的局部缺陷。它的存在降低了管道的承載能力，增加了疲勞裂紋萌生的可能性，最終導(dǎo)致管道的泄漏

2、和破裂。而且彎管在受內(nèi)壓管道系統(tǒng)中受載復(fù)雜，因此有必要對(duì)其加以仔細(xì)研究。
　　 本文首先通過(guò)理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得到了無(wú)缺陷彎管分別在內(nèi)壓和彎矩作用下的應(yīng)力分布狀況和塑性極限載荷計(jì)算公式。然后通過(guò)有限元分析軟件ANSYS10.0來(lái)模擬計(jì)算無(wú)缺陷彎管分別在內(nèi)壓和彎矩作用下的塑性極限載荷，將得到的有限元解與前述的理論解進(jìn)行比較，結(jié)果表明：有限元解與理論解能較好的吻合，從而驗(yàn)證了本文利用ANSYS10.0來(lái)計(jì)算彎管的塑性極限載荷的方法

3、是可行的。在此基礎(chǔ)上，利用ANSYS10.0計(jì)算了含凹坑缺陷彎管的塑性極限載荷。本文著重研究了凹坑缺陷所處位置不同時(shí)，彎管分別在彎矩和內(nèi)壓作用下的塑性極限載荷，總結(jié)出了凹坑缺陷所處位置不同對(duì)彎管塑性極限載荷的影響規(guī)律。最后，本文研究了凹坑缺陷尺寸大小不同時(shí)彎管的塑性極限內(nèi)壓，并得到了凹坑缺陷尺寸大小不同對(duì)彎管塑性極限內(nèi)壓的影響規(guī)律。
　　 由于數(shù)學(xué)處理上的困難，對(duì)含凹坑缺陷彎管的極限載荷理論分析結(jié)果尚未見(jiàn)報(bào)道。因此，本文提出的數(shù)