含有凹坑表面损伤管线疲劳定量规律研究

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1、论文题目：含有凹坑表面损伤管线疲劳定量规律研究专业：材料加工工程硕士生：陈美宝(签名)：醴：筵垒指导老师：王荣(签名)摘要石油、天然气输送管线在运输、施工和维修过程中，因一些随机因素不可避免地会产生一定的机械损伤，如凹坑、划槽。这些机械损伤部位在输送内压等波动压力下会产生疲劳破坏，造成石油、天然气输送管线的失效或泄漏和难咀估量的经济损失。本文应用预拉伸变形来模拟凹坑引起的材料局部的塑性变形，采用电位法来测量疲劳裂纹长度，通过大量的试验对x60管线钢疲劳寿命定量规律进行了系统的研究。研究表明：循环载荷中，x60管线钢的裂纹扩展主要受裂尖应力强度因子幅△K的控制；不同应力比

2、R下，x60管线钢的裂纹扩展呈明显的门槛值特征，随着循环载荷应力比的升高，裂纹扩展的门槛值降低；随着预拉伸变形量的增大，x60管线钢的疲劳裂纹扩展系数B增大，而疲劳裂纹扩展门槛值△翰。降低，从而加速了疲劳裂纹扩展，对材料的疲劳抗力其损伤作用；疲劳裂纹起始是由切口根部材料元的断裂引起的：随着预拉伸变形量的增大，x60管线钢的应变硬化系数减小，从而增大了材料的疲劳裂纹起始抗力系数C和疲劳裂纹起始门槛值。本文还对预拉伸变形对x60管线钢拉伸性能的影响进行了试验研究，发现预拉伸变形增大了x60管线钢的屈服强度、抗拉强度，降低了材料的塑韧性，呈现明显的加工硬化现象。在以上理论分析

3、与实验研究的基础上，本文建立了不同凹坑几何时裂纹扩展速率的量化模型和疲劳裂纹起始的量化模型，建立了机械损伤管线的疲劳寿命预测模型，提出含有机械损伤管线疲劳寿命的估算模型和基本步骤。关键词：疲劳裂纹扩展预拉伸变形x60管线钢裂纹起始论文类型：应用研究本文得到中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室基金项目(No．zYT—0201)的资助。Subject：InvestigationonthefatiguebehavioroflinepipessubjecteddentsdamageMajor：ProcessingEngineeringofMaterialName

4、：chenMeiba。(sigⅡature)丑也五幽Instructor：wangR。Ⅱg(signature)世坠虻鱼群ABS。I’至LAC。I。TheoilandgaslinepipesareunavoidablymadesomemechanicaldamagesuchasdentsandgougesbecauseofsomestochaSticfactorsduringtransport，workormaintenance．Thefatiguelosecanbehappenedatthepartswithmechanicaldamageunderthefluctu

5、atingloadformedbytheconveypressureetal，whichcarlmaketheoilandgaslinepipesloseorleapingandmakeunthinkableeconomicallose．Inthispaper，pre—tensiondefbrmationisusedtoimitatetheplasticdeformationofthepartofmaterialcausedbythedentsandtheelectricmethodisusedtOmeaSurethedistanceofthefatiguecrack．

6、Thefatiguebehavioroflinepipessubjecteddentsdamageissystematicallystudiedthroughalotofexperiments．ItshowsthatthecrackpropagationofX60pipelinesteelismainlycontrolledbythecracktipstressintensityrange△Kincyclicalload．Thecrackpropagationpresentsevidentthresholdcharacteristicunderdifferentstre

7、ssrationR．ThecrackpropagationthresholdvaluedecreaseswiththeincreaSeofRWiththeincreaseofpre‘tensiondeformationdincreaSe，thefatiguecrackpropagationcoefficientBincreases，butthefatiguecrackpropagationthresholdA墨hdecreases，consequentlythefatigueperformanceofthematerialisdegene