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轴向裂纹对海洋立管疲劳寿命影响的数值分析

兰州理工大学学报 2014年第1期40卷 59-63页

作者：俞树荣柴宝堆凌晓王在刚兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050

基于线性波浪理论计算作用于海洋立管上的波浪力,建立含外表面轴向裂纹海洋立管的有限元模型,采用ANSYS有限元软件计算含不同尺寸裂纹的海洋立管在内压和波浪力共同作用下的疲劳寿命,分析海洋立管的疲劳寿命随裂纹几何参数的变化规律.... 详细信息

基于线性波浪理论计算作用于海洋立管上的波浪力,建立含外表面轴向裂纹海洋立管的有限元模型,采用ANSYS有限元软件计算含不同尺寸裂纹的海洋立管在内压和波浪力共同作用下的疲劳寿命,分析海洋立管的疲劳寿命随裂纹几何参数的变化规律.计算与分析结果表明:裂纹长度和裂纹深度的增加都会使海洋立管的疲劳寿命减小,但裂纹深度对海洋立管疲劳寿命的影响远大于裂纹长度;裂纹深度较小时,海洋立管疲劳寿命随裂纹深度的增加而急剧减小;对于同一深度的裂纹,裂纹椭圆率越大,海洋立管的疲劳寿命越大;总之,海洋立管的疲劳寿命主要取决于裂纹深度.

关键词：海洋立管轴向裂纹 ANSYS 波浪力疲劳寿命

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含轴向裂纹天然气管道断裂特性与修复研究

含轴向裂纹天然气管道断裂特性与修复研究

作者：赵宁东北石油大学

学位级别：硕士

随着天然气在能源消耗比例中的增加,我国天然气输送管道建设呈现迅猛的发展势头,陆续建成了西气东输一线、二线工程,三线工程也已基本完成,形成横贯我国大江南北的能源动脉网络,随之而来的便是天然气管道安全问题。由于管道在制造安装... 详细信息

随着天然气在能源消耗比例中的增加,我国天然气输送管道建设呈现迅猛的发展势头,陆续建成了西气东输一线、二线工程,三线工程也已基本完成,形成横贯我国大江南北的能源动脉网络,随之而来的便是天然气管道安全问题。由于管道在制造安装以及服役过程中,不可避免的因环境腐蚀、机械损伤等原因产生缺陷,这些缺陷极易在内部介质的作用下萌生为轴向裂纹,严重降低了管道强度与可靠性,采用传统的强度理论无法对管道状态做出评价,也无法对管道的修复止裂给出合理的方案。本文结合弹塑性断裂力学理论与复合材料力学理论,对含轴向穿透裂纹天然气管道断裂特性与管道修复进行了研究。在弹塑性断裂力学理论研究的基础上,建立了含轴向裂纹天然气管道有限元模型,设计小尺寸含裂纹管道试验,通过测定裂尖附近环向应变验证了有限元模型的可行性。基于该模型研究了裂尖J积分沿壁厚方向的分布规律,结果表明J积分沿壁厚方向呈现中间大两端小的分布规律;研究了管道参数对J积分的影响,结果表明J积分与裂纹长度呈现正相关性,与管道壁厚呈负相关性;基于裂纹尖端张开角准则建立了含裂纹管道极限载荷的计算模型,经现有试验数据验证表明该计算模型具有较高的准确性。研究了内聚力模型理论及其在裂纹扩展中的应用,基于内聚力模型建立天然气管道轴向裂纹动态扩展有限元模型,通过管道极限载荷验证了模型的可行性。基于该模型研究了不同载荷下裂纹扩展速度与裂纹尖端张开角随时间的变化规律,结果表明二者呈现负相关性,体现裂纹扩展力对裂纹扩展的驱动作用。研究了复合材料力学理论,并建立复合材料修复含轴向裂纹管道的有限元模型,将修复前后裂尖J积分的比值定义为评价修复效果的止裂系数,从而研究了复合材料的铺设角度、修复长度、修复厚度以及管道尺寸参数对止裂性能的影响,并给出了特定修复参数下止裂系数的计算公式。

关键词：轴向裂纹断裂参数极限载荷裂纹扩展管道修复

厚壁管道轴向裂纹对C-SH_(0)模态反射特性的影响

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无损检测 2021年第4期43卷 40-45页

作者：赵华民郑明方山西农业大学工学院晋中030801 东莞理工大学环境与土木工程学院东莞523808

采用有限元方法分析了激励信号的中心频率、轴向裂纹长度、缺陷深度和缺陷位置对周向超声导波反射的影响。利用时域反射系数R评价了轴向裂纹反射回波强度随缺陷尺寸和中心频率的变化趋势。对于一定尺寸的非贯通轴向裂纹,当中心频率从55... 详细信息

采用有限元方法分析了激励信号的中心频率、轴向裂纹长度、缺陷深度和缺陷位置对周向超声导波反射的影响。利用时域反射系数R评价了轴向裂纹反射回波强度随缺陷尺寸和中心频率的变化趋势。对于一定尺寸的非贯通轴向裂纹,当中心频率从55kHz增加到110kHz时,周向水平剪切模态(C-SH_(0))的R略有增加。在给定的中心频率下,随着裂纹长度的增加,R先增大后减小,再进入振荡区,最后趋于稳定。因此,得出C-SH_(0)模态对内部缺陷和外部缺陷具有相同的敏感性的结论。最后确定了不同轴向范围内R的最大值和最小值,可用于缺陷尺寸的定量分析。

关键词：厚壁管道周向导波反射系数轴向裂纹

管道轴向裂纹检测脉冲远场涡流传感器设计与仿真分析

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空军工程大学学报（自然科学版） 2011年第6期12卷 74-78页

作者：荆毅飞王晓锋杨宾峰张辉康志斌李水芳空军工程大学电讯工程学院陕西西安710077 空军工程大学科研部陕西西安710051

脉冲远场涡流检测方法结合了脉冲检测频率丰富以及远场方法适于铁磁性管道检测的优势,因此文中采用脉冲远场技术对管道轴向裂纹进行了检测。首先分析了脉冲远场涡流的检测原理,通过提取感应电压信号的负峰值和过零时间作为特征量可以分... 详细信息

脉冲远场涡流检测方法结合了脉冲检测频率丰富以及远场方法适于铁磁性管道检测的优势,因此文中采用脉冲远场技术对管道轴向裂纹进行了检测。首先分析了脉冲远场涡流的检测原理,通过提取感应电压信号的负峰值和过零时间作为特征量可以分析管道的检测信息,在此基础上设计了4种不同结构的传感器模型,比较了4种模型过渡区的远近、对轴向裂纹检测灵敏度的高低以及对不同壁厚管道检测的结果。仿真结果表明:与其它模型相比,连通激励磁路的传感器模型具有更好的检测效果。

关键词：轴向裂纹脉冲远场涡流传感器设计

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最佳自增强下厚壁圆筒表面轴向裂纹研究

核动力工程 2008年第6期29卷 46-49,57页

作者：郑小涛喻九阳刘玉华卢霞汪威武汉工程大学武汉430074

基于有限元软件ANSYS分析了厚壁圆筒的最佳自增强压力。计算了在相应工作压力下自增强圆筒内表面轴向裂纹Ι型应力强度因子。考虑了裂纹的几何形状、深度等影响因素,对圆筒内外两侧同时存在裂纹的情况进行了研究。结果表明:最佳自增强... 详细信息

基于有限元软件ANSYS分析了厚壁圆筒的最佳自增强压力。计算了在相应工作压力下自增强圆筒内表面轴向裂纹Ι型应力强度因子。考虑了裂纹的几何形状、深度等影响因素,对圆筒内外两侧同时存在裂纹的情况进行了研究。结果表明:最佳自增强压力随工作压力而变化;自增强后应力强度因子的减少量随裂纹加深而降低;外部裂纹可使内裂纹应力强度因子降低1%左右。

关键词： ANSYS 自增强轴向裂纹应力强度因子

含轴向穿透裂纹Q345R圆筒的断裂力学评定

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化工设备与管道 2020年第4期57卷 18-20页

作者：国金莲李琪唐卉石乾宇哈尔滨锅炉厂有限责任公司哈尔滨150046

采用FAD法对某含轴向穿透裂纹的Q345R圆筒进行了断裂力学评定,并采用弹塑性有限元方法计算了裂纹尖端的J积分,为在役含缺陷压力容器安全性评价提供一定参考。

关键词：轴向裂纹穿透裂纹断裂评定应力强度因子

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基于FAD的管道轴向裂纹失效分析

消防科学与技术 2013年第1期32卷 1-4页

作者：骆正山刘华敏王宏超郜阳西安建筑科技大学管理学院陕西西安710055

基于传统的FAD(failure assessment diagram)方法,运用BS 7910和API 579两个标准对陆上油气管道失效压力进行预测并与试验值进行比较,发现基于上述两个标准的管道失效预测值与实际相比偏小,导致现役管道运营、维护成本的增加,造成不必... 详细信息

基于传统的FAD(failure assessment diagram)方法,运用BS 7910和API 579两个标准对陆上油气管道失效压力进行预测并与试验值进行比较,发现基于上述两个标准的管道失效预测值与实际相比偏小,导致现役管道运营、维护成本的增加,造成不必要的浪费。为消除或降低这种负面影响,在保证管道运行安全前提下,经过实验,提出修正的FAD方法,结果表明,修正后的FAD方法对油气管道的失效分析结果与实际吻合得更好。

关键词： FAD方法油气管道轴向裂纹失效压力风险管理

某型航空发动机高导外机匣内壁轴向裂纹故障分析及其工艺改进

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焊接技术 2016年第S1期45卷 48-52页

作者：孙红梅肖雪萍李国涛襄阳航泰动力机器厂湖北襄阳441002 北京翔博科技有限责任公司北京100086

针对某型航空发动机高压涡轮导向器外机匣多发轴向裂纹故障的问题,通过机匣工况分析和仿真建模,确定机匣裂纹部位的受力情况;通过金相显微镜观察裂纹宏观及微观形态,确定裂纹起始部位;通过扫描电镜和能谱分析了解断口表面腐蚀产物元素... 详细信息

针对某型航空发动机高压涡轮导向器外机匣多发轴向裂纹故障的问题,通过机匣工况分析和仿真建模,确定机匣裂纹部位的受力情况;通过金相显微镜观察裂纹宏观及微观形态,确定裂纹起始部位;通过扫描电镜和能谱分析了解断口表面腐蚀产物元素成分分析,最终确定裂纹性质为高温蠕变-腐蚀裂纹,并给出了后期的工艺改进方向。通过在裂纹多发部位喷涂热障涂层,降低基体温度和阻隔燃气,显著降低了故障率。

关键词：高压涡轮导向器外机匣轴向裂纹故障分析

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水流作用下含轴向裂纹悬空管道数值分析

装备制造技术 2014年第2期 4-7页

作者：沈书乾李海三广东省特种设备检测研究院茂名检测院广东茂名525000

合理划分缺陷周围有限元网格,并计算裂纹位置、跨度、裂纹所处角度对管道应力分布的影响,确定后续研究中使用的裂纹位置,跨度和裂纹角度。以此为基础分析裂纹尺寸、管道内压力和管道外部水流绕流所产生的激振力对管道应力和疲劳寿命的... 详细信息

合理划分缺陷周围有限元网格,并计算裂纹位置、跨度、裂纹所处角度对管道应力分布的影响,确定后续研究中使用的裂纹位置,跨度和裂纹角度。以此为基础分析裂纹尺寸、管道内压力和管道外部水流绕流所产生的激振力对管道应力和疲劳寿命的影响。结果表明,水流作用下含轴向裂纹悬空管道,水流激振力对管道峰值应力和疲劳寿命影响最大。

关键词：悬空管道绕流轴向裂纹数值分析疲劳寿命