高速冲击作用下压力管道力学行为的数值研究

• 来源期刊: 浙江大学学报（英文版）（A辑：应用物理和工程）
• 关键词: 高速冲击 流固耦合 抗冲击性 数值模拟
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 页码范围: 443-453
• 页数: 11页
• 字数: 786字
• 语种: 英文

摘要

目的：压力管道是海洋石油化工等领域的常用构件，但经常受到泄漏、爆炸和冲击等事件的威胁。本文旨在探讨压力管道在高速冲击作用下的力学响应及失效机理。<br>　　创新点：1.开发考虑金属大变形和高应变率的非线性模型，通过基于表面的流体腔模型来模拟管道气体和管道的耦合作用，简化计算模型，提高计算效率；2.通过非线性有限元模型，对管道高速冲击响应的影响因素进行研究分析。<br>　　方法：1.采用Johnson-Cook模型模拟金属的大应变及大应变率；2.采用基于表面的流体腔模拟管道与内部气体的耦合作用；3.与实验结果对比验证模型的准确性；4.分析影响管道抗冲击性能的参数。<br>　　结论：1.管道壁厚显著影响管道的抗冲击性能；2.在相同冲量下，冲击头与管道的接触面积越小，管道越容易被穿透；3.在管道受到冲击时，管道内压越大，管道抗穿透能力越小；4.在管道未被破坏时，管道内压能够增加管道的弹性，减小管道受冲击后的凹陷深度。