含局部減薄水電站壓力鋼管塑性失效機(jī)理和極限承載力研究.pdf

1、在水、泥沙長期侵蝕和沖刷下，水電站壓力鋼管表面常會出現(xiàn)局部減薄缺陷，導(dǎo)致壓力鋼管極限承載力降低，發(fā)生塑性失效問題，影響壓力鋼管的安全。本文在課題組以往無缺陷壓力鋼管極限承載力研究成果基礎(chǔ)上，針對含局部減薄水電站光面管和加勁管，開展了管道結(jié)構(gòu)的塑性失效機(jī)理和極限承載力研究，主要內(nèi)容為:
　　(1)從含局部減薄模型建立、增量迭代方法、收斂準(zhǔn)則、失效準(zhǔn)則等方面，結(jié)合已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究并驗(yàn)證了適用于含局部減薄水電站壓力鋼管極限承載力分析的

2、彈塑性增量有限元(EPIA)數(shù)值模擬方法，同時(shí)建議:考慮材料應(yīng)變硬化進(jìn)行管道極限承載力分析;采用真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行管道極限承載力分析;低強(qiáng)度和中高強(qiáng)度鋼材壓力鋼管失效參考應(yīng)力分別取為0.9σ'u和σ'u（σ'u為鋼材真實(shí)抗拉強(qiáng)度）。
　　(2)揭示了含局部減薄水電站光面管的塑性失效機(jī)理，確定了其極限承載力的主要影響因素，建立了分別適用于低強(qiáng)度和中高強(qiáng)度鋼材的極限承載力簡化計(jì)算公式。研究表明:不同強(qiáng)度鋼材含局部減薄光面管失效過程基

3、本相同，但失效模式可分為三類，與材料參數(shù)和局部減薄尺寸有關(guān);無量綱化極限承載力主要影響因素為局部減薄深度c、軸向長度a和環(huán)向?qū)挾萣，其影響程度依次降低。基于以上影響因素研究擬合得到了以不含局部減薄光面管極限承載力P0、a、b和c為變量的極限承載力簡化計(jì)算公式。
　　(3)揭示了含局部減薄水電站加勁管的塑性失效機(jī)理，確定了其極限承載力的主要影響因素，建立了相應(yīng)的極限承載力簡化計(jì)算公式。研究表明:含局部減薄加勁管失效模式和光面管基本相