文档介绍：万方数据
含轴向表面裂纹海洋管道的应力强度因子分析。引言12可靠度随压力均值的增大而减少。该方法为海底管道的断裂计算和可靠性分析提供了参考依据。研究了带轴向表面裂纹薄壁管的应力强度因子计算F253学报摘要:基于权函数方法,对表面含有轴向裂纹的海洋管道进行分析,给出了计算裂纹前端应力强度因子的积分表达式,进一步导出了满足工程精度要求的应力强度因子的实用计算公式。研究了具有此类裂纹的海洋管道在内压作用下,裂纹最深点和表面点的应力强度因子随裂纹深度和裂纹纵横比的变化规律,并对其可靠度进行了评估。数值结果表明:舍轴向裂纹海洋管道的应力强度因子"-3关键词:海洋管道;断裂;应力强度因子;权函数法;断裂可靠性03461TE9731文献标识码:海洋石油管线是海洋油汽资源开发和利用的生命线,它的安全与否直接影响着海洋工程的发展和海洋生物的安全。海洋石油管线在安装过程、渔业捕捞等人类海洋活动以及其它的海洋事故中,难免会产生各种各样的损伤和缺陷,如出现表面凹坑、微裂纹等,这些缺陷在管线运输过程及操作载荷等因素影响下,在缺陷局部会产生应力集中,生成微裂纹及宏观裂纹,导致裂纹扩展以致于管线失效破坏。而周向表面半椭圆裂纹是比较常见的缺陷之一,因此,合理计算这种含裂纹管道在各种工况下的应力强度因子,是预测裂纹扩展和管道可靠性评估的关键。关于海洋石油管线的断裂和可靠性研究,国内外学者已做了不少研究工作。给出了含有安装造成的缺陷的热变形海底管线的一种简化分析方法,并建议将其分析方法作为未来管线设计或现役管线强度评估的基础。和等嘲在具有焊接缺陷的海底管线的强度评估方面做了比较多的研究工作,改进了美国标准的局限性,指出石油领域的下沉在海底管线中可导致纵向拉伸应变,此应变将是一个关于焊接缺陷断裂失效模式的临界量级。萚研究了带裂纹缺陷管线的断裂评估及安全因子的可靠性标准。蚏—gard3对不同材料及具有不同尺寸的凹陷、切痕及同时具有凹陷和切痕的管线进行了试验,试验结果可用于研究受损管线的残余强度及发展和修正有关的标准等。蚐采用美国结构研究与分析公COSMOSM损伤的海底管线进行了用于强度评估的应力计算和ShenGlinkat6]圆表面裂纹有限厚板的断裂问题,给出了应力强度因子计算方法。和用类似的方法裂纹管道的应力强度因子计算方法。本文针对带轴向表面裂纹海洋管道,采用线弹性断裂力学方法和有限元,结合权函数理论,分析和20089应用力V0125110004939(2008)03043906No3Sep2008(710064)1(100083)2鹣钅浚荷挛魇∽匀豢蒲Щ来稿日期:—一修回日期:.—1964E-
万方数据
m^(z)===[1+MAl(1)2+·口,猚√学倘魕KcroFcroF-其中:渲衞≤詈≤,M^-MBM22B(nz)=E1+()m+2()+,,·渲械;、、、为。“⋯lO1用下,轴向内侧和外侧表面半椭圆裂纹的应力强度因子计算表达式,由此构造既满足工程精度要求,又简单实用的计算公式,在此基础上,进行可靠性计算与分析,为海洋石油管线的评估与维修提供可靠的理论数据依据。理论公式l2对裂纹尖端的应力强度因子影响很大,而轴向应力影响很小。管道的轴向力和弯矩在管道中不产生环向应力,只引起轴向应力,因此对裂纹影响很小,可以不考虑。因此,对于含轴向裂纹的管道,只考虑内压载荷,不考虑轴力和弯矩