X90超高强度输气钢管材料本构关系及断裂准则

• 作者: 冯健 李鹤 杨锋平 罗金恒 郭亚洲
• 来源期刊: 石油学报
• 学科: 工学
• 关键词: X90钢管 应力三轴度 应变速率 断裂应变 损伤应变能 断裂特征长度
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 所属期刊栏目: 石油工程
• 页码范围: 112-118
• 页数: 7页
• 分类号: TE88
• 字数: 5072字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7623/syxb201701013

摘要

针对试制成功的X90输气钢管,进行5种不同圆棒缺口的准静态拉伸试验及应力三轴度计算,发现由于试样缺口存在,应力三轴度值增加2.43倍,断裂应变减少29％,损伤应变能降低71％.利用常规拉伸试验机和Hopkinson拉杆试验装置进行不同应变速率拉伸试验发现,应变速率对断裂应变的影响相对较小,准静态和高速状态下,差异最大约10％.基于Johnson-Cook本构和失效模型,分别建立了考虑应变率效应的X90管线钢本构模型和考虑应变率、应力三轴度的失效模型;同时,基于损伤力学理论,得到了基于塑性均匀延伸率和损伤应变能的X90管线钢断裂准则.基于材料损伤应变能密度临界值不变假设以及试验数据,得到了X90管线钢断裂特征长度与应力三轴度、试样直径之间的关系式.