内压作用下弯管爆破压力的三剪统一解

作     者：李艳 赵均海 曹雪叶 令昀 

作者机构：长安大学地质工程与测绘学院西安710054 长安大学建筑工程学院西安710061 世茂房地产有限公司西安710016 

基　　金：国家自然科学基金(41202191) 陕西省自然科学基金(2014JQ7290) 陕西省社会发展科技攻关项目(2015SF272) 长安大学中央高校基本科研业务费专项基金(2014G5280010) 

出 版 物：《应用力学学报》 (Chinese Journal of Applied Mechanics)

年 卷 期：2015年第32卷第4期

页      码：530-536,700页

摘      要：为了研究受内压作用下等壁厚弯管和变壁厚弯管的极限承载能力,采用三剪统一强度准则,考虑中间主应力、材料拉压比、应变硬化的影响,推导了这两种弯管爆破压力的计算公式,并得到了基于三剪统一强度准则的壁厚影响系数。通过参数退化和算例分析,对本文所推公式进行了正确性验证分析;研究了中间主应力效应、材料拉压强度不等特性(SD效应)、应变硬化指数、弯管曲率等参数分别对等壁厚弯管和变壁厚弯管的爆破压力及壁厚影响系数的影响规律。研究结果表明:等壁厚弯管和变壁厚弯管的爆破压力随三剪统一强度准则参数b的增大近似呈线性提高,考虑中间主应力效应可以更加充分发挥材料的强度潜能,也说明了强度准则的选用对弯管爆破压力的预测具有重要影响;等壁厚弯管和变壁厚弯管的爆破压力随材料拉压比的增大而提高,随应变硬化指数和弯管曲率系数的增大而降低;材料的SD效应、应变硬化现象、中间主应力、强度准则对壁厚影响系数几乎没有影响,而弯管曲率对壁厚影响系数具有显著影响,且壁厚影响系数随弯管曲率系数的增大呈指数增大趋势。本文方法适用于考虑材料SD效应和应变硬化现象的管道爆破压力的预测以及多种屈服准则下弯管的爆破压力解的计算,具有较广泛的适用性,可为管线运输系统的安全性设计与完整性评估提供借鉴。

主 题 词：三剪统一强度准则 弯管 爆破压力 壁厚影响系数 SD效应 中间主应力 

学科分类：08[工学] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11776/cjam.32.04.B046

馆 藏 号：203736130...