管道轴向双裂纹夹角对尖端应力强度因子的影响

《管道轴向双裂纹夹角对尖端应力强度因子的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第11期东北大学学报(自然科学版)Vo1．32．No．112011年11月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)NOV．2011管道轴向双裂纹夹角对尖端应力强度因子的影响何雪法，秦晓峰，谢里阳，钱文学(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)摘要：管道裂纹应力强度因子的分析是裂纹是否扩展判断和管道疲劳断裂计算的关键．应用通用有限元软件ANSYS对不同管道外径、裂纹尺寸、不同夹角下含轴向双裂纹管道裂纹尖端应力强度因子进行了计算．结果表明，管道和裂纹

2、尺寸确定时，裂纹尖端应力强度因子随裂纹间夹角增大而增加；管道尺寸确定时，随着裂纹长与壁厚比增加，夹角对裂纹尖端应力强度因子影响增强．通过分析夹角对双径向裂纹应力强度因子的影响，为工程实际中合理地判断裂纹扩展可能性和精确地进行管道疲劳断裂计算提供参考．关键词：有限元；轴向双裂纹；应力强度因子；夹角中图分类号：TH114；O346．1文献标志码：A文章编号：1005—3026(2011)11—1623—04InfluenceofDoubleAxialCracks’AngleonStressIntensityFactorsof

3、CrackTipXue—hong，QINXiao-feng，XIELi—yang，QIANWen—z(SchoolofMechanicalEngineering&Automation，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China．Correspondingauthor：QINXiao-feng，E—mail：qinxiaofeng752110@126．eom)Abstract：StressintensityfactoranalysisofpipecracksiSthekeytod

4、eterminewhetherthereexistscrackpropagationandtocalculatethepipefatiguefracture．Thestressintensityfactorsatthedoubleaxialcracks’tipOfpipeswithdifferentsize，cracklengthandanglesbetweencrackswerecalculatedbyuniversalfiniteelementsoftwareANSYS．Thecalculationresultsin

5、dicatedthatthestressintensityfactorincreaseswithincreasingtheanglebetweendoubleaxial—throughcrackswhenthepipesizeandcrackdimensionsaredetermined．TheinfluenceofanglebetweencracksonstressintensityfactoriSenhancedwithincreasedratiobetweencracklengthandpipethicknessa

6、tdefinedpipesize．Theanalysismayprovidecertainreferenceinformationforreasonabledeterminationofthecrackpropagationandaccuratecalculationofthepipes’fatiguefracture．Keywords：finiteelement；doubleaxialcracks；stressintensityfactor；angle压力管道作为石油化学工业、能源工业、科研评价尤为关键．多裂纹存在时裂

7、纹尖端应力强度和军工等国民经济各部门重要设备的关键部件得因子影响因素的分析是上述问题研究的基础．到了广泛的应用．由于制造过程中广泛采用焊接近年来数值方法中的有限元法被广泛地应用工艺，在服役过程中多处于高温、高压、易燃易爆、于裂纹尖端应力强度因子的分析计算中j．在有毒或放射性介质等严酷的工作环境下，在役压单裂纹尖端应力强度因子的计算中，丛成龙_6等力管道不可避免地存在各种由制造或工作载荷诱利用大型有限元软件ANSYS分别建立了含内表发而萌生的裂纹⋯1，实际管道中这些裂纹多以裂面环向裂纹光滑弯管模型和含轴向内表面裂纹光纹群的

8、形式存在且径向裂纹是主要类型之一，因滑弯管模型，在线弹性条件下计算了不同裂纹尺此精确计算此类裂纹的应力强度因子对管道安全寸、材料特性和不同载荷情况下的应力强度因子．收稿日期：2011—05—09基金项目：国家自然科学基金资助项目(51005044)．作者简介：何雪法(1965一)，女，辽宁沈阳人，东北大学副教授；谢N