文档介绍：5 .
第 16 卷第期力学 V o L 1 6 N o 5
199 9 10 .
年月侧王 C l 护创I C S O ct 1999
一一一
文章编号: 10 0 0 4 7 50 (19 9 9 )0 5 0 0 2 07
管道环向裂纹在简单加载下的
,
撕裂失稳与塑}生失稳研究
董亚民, 冯峰, 黄克智
,
(清华大学工程力学系北京 1 0 00 84 )
摘要: 本文建立了管道环向贯穿裂纹在简单加载下撕裂失稳与塑性失稳应力的近似关系式,
研究结果表明: 对于管道环向贯穿裂纹, 其在简单拉伸下的撕裂失稳与塑性失稳的应力比, 和
, , ,
在纯弯加载下的撕裂失稳与塑性失稳的应力比相等即: 三些乙二二竺并己通过实
姗,
氏, 乓卢
际裂纹构形的具体评定计算, 得到证实。根据管道环向贯穿裂纹与表面裂纹有相似的加载模式
和相近的破坏机制, 上述结论可以推广应用于管道环向表面裂纹, 其精度满足工程评定要求,
对于管道环向表面裂纹 J 积分近似表达式的建立, 将起到重要作用。
关键词: 环向裂纹; 撕裂失稳: 塑性失稳: J 积分: 复合加载
中图分类号: 0 3 4 文献标识码: A
1 管道环向裂纹的破坏机制述评
,
管道环向裂纹包括贯穿裂纹与表面裂纹两类其安全评估技术在压力管道先漏后破
,
(L B S) 评定技术研究中有重要应用已成为核容器一回路主管道及工业压力管道的关键评
。
估技术管道环向裂纹的受载方式可以是简单拉伸, 也可以是纯弯或拉弯复合加载; 其破坏
模式可以是撕裂失稳, 也可以是塑性失稳。
当环向裂纹逐渐加载时, 其撕裂失稳破坏机制与塑性失稳破坏机制同时起动, 如果外
, , 。
载先达到撕裂失稳应力则构件将发生撕裂失稳破坏否则将发生塑性失稳破坏可以设想:
, ,
撕裂失稳应力气与塑性失稳应力几之间必然存在着内在联系; 对于管道环向贯穿裂纹本
文借助已有的 J 积分表达式及极限荷载表达式川, 建立了撕裂失稳应力与塑性失稳应力的
近似关系式, 进而得到:
,
气, / 氏, 兰气动/ 氏户( 1)
收稿日期: 19 9 8 一 03 · 2 1
, , .
作者简介: 董亚民(19 3 1) 男天津市人教授, 从事含缺陷压力容器及管道的理论分析和安全评估技术研究
2 工程力学
, ,
式中, o’* , , o’tns 。分别为简单拉伸及纯弯加载下的撕裂失稳应力;
, 。
o’ l, , , 。。分别为简单拉伸及纯弯加载下的塑性失稳应力
, 。
分析表明:对于管道环向表面裂纹方程(1 )亦近似成立
方程(l) 的建立为管道环向裂纹的安全评定提供了极大的便利: 若能通过失稳评定计算
, ,
得到简单拉伸下的撕裂失稳应力口inB , 便可通过方程(1 )获得纯弯加载下的撕裂失稳应力
, 。
o’耐其精度满足工程评定要求
, , ,
对于管道环向表面裂纹方程( 1) 显得更为重要因为直到现在还缺乏管道环向表面
裂纹在纯弯加载下的 J 积分全塑性解以用于进行撕裂失稳评定; 依据表达式(1) 不仅可以计
算其在纯弯加载下的