裂紋尖端彈塑性變形場和約束效應(yīng)的有限元分析.pdf

1、近年來，對管鋼的斷裂阻力約束效應(yīng)的研究已經(jīng)引起了足夠的重視。已經(jīng)發(fā)展了許多理論和數(shù)值計算來量化二維和三維裂紋端的斷裂約束水平，其中J-A<,2>雙參數(shù)方法更能準(zhǔn)確地對裂紋尖端應(yīng)力場的約束效應(yīng)進(jìn)行量化，適用于彈塑性斷裂分析。 由于X60和X80鋼是石油、天然氣管道常用的一種高韌性鋼，本論文針對這兩種鋼的一些試件幾何體和荷載配置，在J-A<,2>方法的基礎(chǔ)上，應(yīng)用平面應(yīng)變及非線性計算從數(shù)值上對不同形式和尺寸的斷裂試件和管道的裂紋端區(qū)

2、域的約束效應(yīng)進(jìn)行研究。其中，選取的試件類型包括單邊缺口緊湊拉伸(CT)試件和單邊缺口拉伸(SENT)試件，管道分別帶有內(nèi)裂紋和外裂紋兩種。對標(biāo)準(zhǔn)裂紋試件，約束參數(shù)A<,2>通過匹配有限元計算結(jié)果和J-A<,2>解被提取。通過數(shù)值分析，得到試件和管道的J-A<,2>和α/W-A<,2>曲線，從而進(jìn)一步討論它們約束效應(yīng)的相關(guān)性。同時根據(jù)試件的實驗曲線和裂紋管道的有限元計算結(jié)果，對管道的斷裂破壞壓力進(jìn)行預(yù)測。 此外，還對有限厚度板裂紋