轴向载荷下油管点蚀坑-裂纹应力强度因子研究
China Petroleum Machinery（2021）
摘要
为了研究管道在轴向载荷下的点蚀坑-裂纹应力强度因子的变化规律,利用ANSYS平台提供的相互作用积分法,把点蚀坑和裂纹作为一个整体模型,研究了油管外壁点蚀坑形态、裂纹形态和裂纹倾斜角度等对裂纹应力强度因子的影响.研究结果表明:裂纹前缘存在严重的应力集中现象,且应力最大值均在裂纹前缘与点蚀坑底面的交点处;Ⅰ型应力强度因子KⅠ随点蚀坑深径比、裂纹形状比及裂纹倾斜角度的增大而减小;Ⅲ型应力强度因子KⅢ随点蚀坑深径比和裂纹形状比的增大而增大,随裂纹倾斜角度的增大先减小后增大,且沿45°对称分布;总应力强度因子K随裂纹倾斜角度的增大而减小,当点蚀坑底部的裂纹倾斜角度θ=0°时,裂纹危险程度最高.所得结论可为油管点蚀坑-裂纹的安全评估提供参考.
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