文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
含内表面环向裂纹光滑弯管弹塑性有限元分析
姓名:丛成龙
申请学位级别:硕士
专业:安全技术及工程
指导教师:李惠荣
20061201
摘要压力容器、压力管道事故具有多发性,且破坏性大,一旦出现事故损失非常严重。一直以来,我国非常重视压力容器、压力管道的安全评定工作。随着研究工作的不断深实际中的应用越来越广泛。工程人员运用弹塑性解,应用断裂力学基础理论对在役压力ā⑼渫返的弹塑性解仍很缺乏,给工程人员在实际评定工作中造成不便。本文应用大型通用有限元软件⒑诒砻婊废蛄盐乒饣涔苣P停云浣械性有限元分析求解,计算得到线弹性的应力强度因子髓,弹塑性下的种担的科学性和适用性。T擞肁求解器,计算得出线弹性情况下裂纹的应力强度因子蜀,并由此给出用失效评定曲线可以用于本文结构的正常评定。而在压弯复杂载荷情况下,由于不满足刂屏盐评┱固跫⒉荒芗虻ビτ肊岢龅氖蓝ㄍ嫉淖鞣ā关键字:表面裂纹;有限元;应力强度因子;形状因子:‘,积分大连理工大学硕士学位论文入,断裂力学理论不断成熟,计算机科学与有限元计算的完美结合,使断裂力学在工程容器进行安全评定,是一种行之有效的方法。目前,对于含裂纹绕涫潜砻媪盐管件算出形状因子腿苄越庀凳齘1疚闹饕W隽艘韵录阜矫娴墓ぷ鳎芯慷狭蚜ρЮ砺郏莆漳壳耙延泻毕萁峁沟陌踩蓝ü娉蹋I钊刖咛逖芯孔理论储备并提供参考依据。壑さピQ∪〉暮侠硇裕砸延械腅峁2慰迹橹ち吮疚闹心P徒⒎椒擞肁中的语言,编制了能够建立各种弯管、裂纹尺寸及载荷形式的通用程序,可以方便地建立各种含内表面环向裂纹光滑弯管有限元模型。形状因子谰軻不砺郏朊萦不甘齨,定义非线性材料;参考弹塑性‘,积分处理方法,归纳了适合光滑弯管内表面环向裂纹的.,积分分析方法。直鸺扑阍诓煌盐瞥叽纭⒉煌谘购筒煌谘雇渚乇壤睾上碌娜苄,积分,并换算成全塑性解系数,并以表格形式给出。嬷剖蓝ㄍ迹牍瓴捎玫耐ㄓ檬弑冉戏⑾郑谘骨榭鱿鹿瓴捎玫耐
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独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的况明并表示了谢意。
。邋逻灰翟挛迦竖菇大连理工大学学位论文版权使用授权书容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定”,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内文。作者签名导师签名:
引言本课题属固体力学的分支断裂力学领域。固体的断裂可分为脆性断裂和韧性断裂,材料从受力变形开始一直到断裂,从宏观看,均保持线弹性的称为脆性断裂。线弹性断在生产中已经得到广泛应用。弹塑性断裂力学研究材料的韧性断裂,由于裂纹尖端附近可用线弹性断裂力学近似处理。当塑性区尺寸与裂纹尺寸相比属同一数量级时,必须充分考虑裂纹体的弹塑性行为,以研究这种情况下裂纹的扩展规律。弹塑性断裂力学虽经广大科研工作者余年的不懈努力取得了长足的发展,但仍有许多尚待深入研究的问当结构中存在裂纹时,在外载的作用下,裂纹尖端附近的应力场便具有奇异性,即裂尖上的应力为无穷大。利用传统的设计规范无法对含裂纹结构的承载能力做出正确的评价。压力管道在石油、化工、制造行业中广泛应用,由于管道缺陷而产生的灾难性事全部工艺设备事故的%,∫┕ぶ柿炕蚴б鸬恼%АK云浒踩允艿搅撕芨叱潭鹊闹视。各种材料中的裂纹和其产生的原因都不相同。铸件中的裂纹由于各个部分冷却速度的不同时,就会产生内应力,内应力超过该温度下的承受能力时,便会造成铸件的撕裂而形成裂纹;锻件的裂纹是由于温度不适当,加热温度不均匀、加热和冷却的速度不适当以及加工用力不当可能引起的金属局部破裂而形成裂纹;焊接裂纹是由于冶金和焊接技术两种原因而形成的裂纹。但不意味着一有缺陷,构件就会失效。只有在一定条件下,这些缺陷才会发生失效【。“合于使用”评定方法将缺陷的危险性分为:挥跋彀踩ǹ煽啃缘娜毕菰蛟市砥浼绦存在;园踩圆辉斐晌:Γ毕菰诜燮诩淇赡芑峒绦┱梗匦虢惺倜测,并允许在监控下使用;跋彀踩ǹ煽啃裕侨绻辜导妒褂每梢员Vぐ踩旄,进行返修或停止使用。因而,只要能正确地评定缺陷的严重性并估算裂纹的使用寿命