管道轴向穿透裂纹尖端应力强度因子数值模拟

• 作者: 刘庆刚 刘玻江 张雄飞 王文和
• 来源期刊: 油气储运
• 学科: 工学
• 关键词: 长输管道 应力强度因子 奇异单元 1/4节点法 穿透型裂纹
• 年，卷（期）: 2020,（7）
• 所属期刊栏目: 完整性与可靠性
• 页码范围: 769-776
• 页数: 8页
• 分类号: TE88
• 字数: 5040字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6047/j.issn.1000-8241.2020.07.007

摘要

裂纹是管道中常见的缺陷形式,其应力强度因子是开展管道安全性评价的重要依据.为了准确获得管道中裂纹的应力强度因子,采用1/4节点法建立了求解长输管道轴向穿透裂纹应力强度因子的有限元模型,并将有限元法和解析法求得的应力强度因子进行对比,验证了新建模型的可靠性.分析了内压、裂纹长度、内径以及厚径比对裂纹尖端应力强度因子的影响,同时探究了沿壁厚方向应力强度因子的变化规律.结果 表明:内压、裂纹长度的增加,将会导致应力强度因子增大:内径、厚径比的增大,则会使应力强度因子减小,且当内径超过500 mm时,应力强度因子不再随着直径的增加而发生变化;管道外壁处应力强度因子始终高于内壁处,随着内压的增加,裂纹将从管道外壁启裂.采用1/4节点法计算裂纹尖端的应力强度因子,其操作方便、计算精度高,可为开展长输管道的安全评价工作提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王文和	重庆科技学院安全工程学院	65	216	7.0	11.0
2	刘庆刚	河北科技大学机械工程学院	44	66	5.0	6.0
3	刘玻江	河北科技大学机械工程学院	4	2	1.0	1.0
4	张雄飞	河北科技大学机械工程学院	1	0	0.0	0.0