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内压直管对称循环弯曲棘轮效应实验研究

机械强度 2005年第2期27卷 246-250页

作者：高炳军陈旭陈刚天津大学化工学院天津300072

利用多轴疲劳实验机及自行设计的准三点弯曲实验装置,对20钢直管在不同内压与不同循环弯曲载荷下进行棘轮应变测试。棘轮应变由应变计检测,直管径向变形由自行设计的径向位移引伸计检测。实验发现,内压直管在一定循环弯曲载荷作用下,将... 详细信息

利用多轴疲劳实验机及自行设计的准三点弯曲实验装置,对20钢直管在不同内压与不同循环弯曲载荷下进行棘轮应变测试。棘轮应变由应变计检测,直管径向变形由自行设计的径向位移引伸计检测。实验发现,内压直管在一定循环弯曲载荷作用下,将首先沿环向产生棘轮应变,随着载荷的增加,轴向也将产生棘轮应变,但较环向小。随着棘轮应变的产生,直管圆截面变为椭圆截面。无论是不同试件,还是同一试件的多载荷步实验,均发现相同内压下,循环弯曲载荷增大,棘轮应变速率增大;相同循环弯曲载荷下,内压增大,棘轮应变速率增大。多载荷步加载时,以往棘轮应变会降低应有的棘轮应变速率,尤其在较大的载荷下先发生棘轮应变后,这种影响十分明显。利用直管准三点弯曲实验装置,确定内压直管循环弯曲的棘轮边界。

关键词：内压直管弯曲多轴棘轮效应实验研究

循环弯矩作用下内压斜接管结构棘轮效应的数值分析

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河北工业大学学报 2011年第4期40卷 32-36页

作者：杨立栋高炳军河北工业大学化工学院天津300130

通过ANSYS软件二次开发将MJS随动强化模型嵌入到执行程序.利用有限元方法,对受面内循环弯矩的内压斜接管结构进行循环塑性分析.计算结果表明,在一定载荷作用下,斜接管根部的锐角侧有较大的塑性应变累积,且塑性应变区域随加载次数增加而... 详细信息

通过ANSYS软件二次开发将MJS随动强化模型嵌入到执行程序.利用有限元方法,对受面内循环弯矩的内压斜接管结构进行循环塑性分析.计算结果表明,在一定载荷作用下,斜接管根部的锐角侧有较大的塑性应变累积,且塑性应变区域随加载次数增加而增大.分析发现,最大棘轮应变点的棘轮应变沿多个方向发生,第一主应变方向位于纵向对称面内,棘轮应变可用等效塑性应变描述.通过计算不同载荷下棘轮应变速率,采用MJS模型按照C-TDF方法得出了结构的棘轮应变边界,可供工程设计参考.

关键词：斜接管多轴棘轮效应面内弯曲循环塑性安定性

内压圆筒斜接管在面内循环弯曲载荷作用下的棘轮效应研究

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压力容器 2010年第6期27卷 11-15页

作者：杨立栋董俊华高炳军河北工业大学化工学院天津300130

利用自行设计的圆筒斜接管面内弯曲加载装置,采用电阻应变法,在多轴疲劳实验机上对面内循环弯曲载荷作用下的20#钢内压圆筒斜接管进行了棘轮效应试验研究,发现斜接管结构的锐角区存在棘轮应变,且主要发生在第一主应变方向即指向焊缝的... 详细信息

利用自行设计的圆筒斜接管面内弯曲加载装置,采用电阻应变法,在多轴疲劳实验机上对面内循环弯曲载荷作用下的20#钢内压圆筒斜接管进行了棘轮效应试验研究,发现斜接管结构的锐角区存在棘轮应变,且主要发生在第一主应变方向即指向焊缝的方向。对于所研究的结构,最大棘轮应变点出现在对称面锐角区的接管侧。采用阶梯加载的方法获得了结构的棘轮边界点。利用修正的Jiang-Sehitoglu随动强化模型(MJS)对结构进行了循环塑性分析,并按日本三维有限元应力评价委员会(C-TDF)提出的等效塑性应变增量控制法确定了结构棘轮边界线,可用于评价结构的塑性安定性。

关键词：斜接管多轴棘轮效应面内弯曲安定

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连续油管力学行为及低周疲劳寿命研究

连续油管力学行为及低周疲劳寿命研究

作者：肖晖西南石油大学

学位级别：硕士

连续油管技术在油气田钻井、完井、采油、洗井等领域的应用与日俱增,在石油领域发挥着越来越重要的作用,享有"万能作业设备"的美称。然而,由于环境恶劣、外部载荷以及缺陷等因素,使得连续油管的服役时间得不到保障,因此亟需采用理论方... 详细信息

连续油管技术在油气田钻井、完井、采油、洗井等领域的应用与日俱增,在石油领域发挥着越来越重要的作用,享有"万能作业设备"的美称。然而,由于环境恶劣、外部载荷以及缺陷等因素,使得连续油管的服役时间得不到保障,因此亟需采用理论方法和有限元技术研究外部载荷对连续油管极限承载能力和疲劳寿命的研究,得出相应的主控参数和优化参数。本文根据现场工况,以2.375"连续油管作为研究对象,基于经典力学,建立了多组载荷耦合下连续油管的数学模型和有限元模型,研究连续油管在多组载荷下的极限承载能力。连续油管在工作过程中,将承受拉伸载荷、弯曲变形载荷、内压和挤压载荷这四种载荷。为了得出影响连续油管极限承载能力的主控载荷,采用波动载荷分布的方法,对比分析连续油管在不同载荷下,其应力值的变化情况。根据连续油管得出的主控载荷,阐述了连续油管的多轴原理,并且根据经典的Tresca和Von Mises准则,建立了一种新的塑性模量,解释了连续油管的多轴棘轮效应以及连续油管应力-应变之间的关系。同时以连续油管建立的新塑性模量作为理论基础,建立2.375"连续油管的有限元模型,来研究连续油管的直径变化。基于拉弯-拉直的实际工况,研究了造成连续油管低周疲劳寿命的原因,并且以塑性应变为理论基础建立了连续油管的低周疲劳寿命模型和有限元模型,并且通过相关实验结果验证了模型的正确性。此外,对比分析了内压、弯曲半径以及壁厚对1.25"、1.75""、2.375"三种型号连续油管疲劳寿命的影响。借助局部应变法,基于完整连续油管低周疲劳寿命模型,引入应力集中系数与应变集中系数建立了含缺陷连续油管的低周疲劳寿命模型。以缺陷深度、环向开度、轴向长度和缺陷形状作为研究对象,分别研究了这几种缺陷对1.25"、1.75"、2.375"三种型号连续油管疲劳寿命的影响。本文不仅针对连续油管在多组载荷作用下,得出影响连续油管极限承载能力的主控载荷,还根据实际情况建立了完整连续油管和含缺陷连续油管的低周疲劳寿命模型,为连续油管的现场操作提供了理论基础。

关键词：连续油管多组载荷极限承载能力多轴棘轮效应低周疲劳寿命

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循环弯曲载荷作用下内压直管棘轮边界的确定

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