裂紋尖端彈塑性變形場和約束效應的有限元分析.pdf

1、近年來，對管鋼的斷裂阻力約束效應的研究已經引起了足夠的重視。已經發(fā)展了許多理論和數值計算來量化二維和三維裂紋端的斷裂約束水平，其中J-A<,2>雙參數方法更能準確地對裂紋尖端應力場的約束效應進行量化，適用于彈塑性斷裂分析。 由于X60和X80鋼是石油、天然氣管道常用的一種高韌性鋼，本論文針對這兩種鋼的一些試件幾何體和荷載配置，在J-A<,2>方法的基礎上，應用平面應變及非線性計算從數值上對不同形式和尺寸的斷裂試件和管道的裂紋端區(qū)

2、域的約束效應進行研究。其中，選取的試件類型包括單邊缺口緊湊拉伸(CT)試件和單邊缺口拉伸(SENT)試件，管道分別帶有內裂紋和外裂紋兩種。對標準裂紋試件，約束參數A<,2>通過匹配有限元計算結果和J-A<,2>解被提取。通過數值分析，得到試件和管道的J-A<,2>和α/W-A<,2>曲線，從而進一步討論它們約束效應的相關性。同時根據試件的實驗曲線和裂紋管道的有限元計算結果，對管道的斷裂破壞壓力進行預測。 此外，還對有限厚度板裂紋