热冲击下含缺陷超高压管的弹塑性有限元分析

作     者：刘洋 郑雅芳 赵力伟 孙欣 LIU Yang;ZHENG Yafang;ZHAO Liwei;SUN Xin

作者机构：辽宁方大工程设计有限公司苏州分公司江苏苏州215100 杭州杭氧透平机械有限公司浙江杭州310000 温州市特种设备检测科学研究院浙江温州325007 浙江树人学院城建学院浙江杭州310015 

出 版 物：《力学季刊》 (Chinese Quarterly of Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：222-229页

学科分类：08[工学] 082701[工学-核能科学与工程] 0827[工学-核科学与技术] 080102[工学-固体力学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：浙江省重点研发项目(20019C0401) 浙江省自然科学基金(LY20A020007) 

主　　题：热冲击 超高压管 扩展有限元法 极限内压 

摘      要：含有轴向裂纹的内压管,在热冲击作用下产生的热应力会使应力场发生变化,塑性极限内压也将发生变化.对热冲击下的外壁含有缺陷的超高压聚乙烯反应管的瞬态温度场和应力场进行有限元模拟.利用扩展有限元法,得到裂纹扩展过程中裂纹尖端的应力场云图.将单独内压作用时得到的塑性破坏压力值与PCORRC(Problem Context Opinion Reason Refutation Conclusion)准则的预测值进行一致性对比,验证有限元模型和采用的损伤失效准则的有效性.在热-力耦合场中,通过对裂纹前沿各位置的单元的瞬态应力以及反应管极限内压的分析,显示出瞬态温度效应对结构的承载力影响较大.热冲击下管子内壁的自增强作用使得具有外裂纹的反应管更容易产生塑性破坏.