端部撞击下内充压力介质悬臂管道瞬态动力响应研究

作     者：刘锋 吴月磊 张航 孟凡俭 

作者机构：山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 

出 版 物：《山东科技大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shandong University of Science and Technology(Natural Science))

年 卷 期：2017年第36卷第3期

页      面：50-56页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51208289 11672165) 土木工程防灾国家重点试验室开放基金项目(SLDRCE10-MB-04) 山东省高等学校科技计划项目(J13LG05) 

主　　题：充压管道 介质 内压 撞击 塑性强化-软化行为 

摘      要：针对管道甩动问题,考虑介质和内充压力的影响,基于变形后的线元模型,推导了管道动力响应的大变形控制方程。考虑到悬臂结构的响应特点,本构方程解耦弯矩和轴力,并采用实验测量的弯矩-曲率关系描述管道弯曲行为。数值研究表明,此模型可以准确模拟管道响应过程中的初始弹性、中期塑性强化、后期软化力学过程。强动载荷作用下,悬臂空管道会因某些截面的局部失效而在整体管段上形成结节,表现出实腹式截面未曾出现的软化行为。内充介质和压力的存在可以有效抵抗管道截面的局部扁平化趋势,提高管道截面的临界曲率,从而改变其塑性动力响应行为。