斜接彎管環(huán)向內表面裂紋彈塑性有限元分析.pdf

1、隨著斷裂力學理論的不斷成熟以及計算機技術的飛速發(fā)展，斷裂力學在工程實際中得到了廣泛的應用。目前，應用斷裂力學理論對在役壓力管道進行安全評定，具有十分重要的實際意義，但是，對于一些特殊的含有裂紋缺陷的結構進行安全評定仍然缺乏可以直接利用的斷裂參數(shù)結果，給工程人員在實際評定工作中造成不便。本文應用大型通用有限元軟件ANSYS，建立含內表面環(huán)向裂紋斜接彎管模型，對其進行彈塑性有限元分析求解，計算得到線彈性的應力強度因子K1，彈塑性下的J積分值

2、，進而換算出形狀因子F和全塑性解系數(shù)h1。本文主要做了以下幾方面的工作： 1.列舉國內外常用的含缺陷壓力管道評定技術，分析研究現(xiàn)階段斷裂力學在含裂紋缺陷結構中的研究方法和進展，為進一步的分析提供理論依據(jù)。 2.研究ANSYS中含裂紋結構模型建立方法，驗證本文所要采用的單元、建模方法及計算結果的正確性以沿軸向內表面裂紋斜接彎管的幾何、材料、載荷等特性為參數(shù)，利用ANSYS提供的參數(shù)化編程語言(APDL)編寫了模型生成、加載

3、和后處理宏程序，并在裂紋區(qū)排布引入子模型概念，為復雜空間裂紋的研究提供了新的思路。 3.利用ANSYS后處理器(POSTl)中提供的計算應力強度因子模塊，分別在單純內壓、彎矩載荷作用下，計算出了線彈性條件下的應力強度因子K1值，并將其換算成形狀因子F。 4.處理了ANSYS中材料非線性的定義，引入材料冪硬化指數(shù)n，利用APDL編寫了J積分求解程序，對本文所述裂紋進行彈塑性有限元分析。根據(jù)EPRI中對于全塑性J積分處理方法