受内压厚壁圆筒的塑性变形条件与脆断分析

作     者：李智慧 李玉龙 汤安民 Li Zhihui;Li Yulong;Tang Anmin

作者机构：西北工业大学航空学院西安710072 宝鸡文理学院机械工程学院宝鸡721016 西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 

基　　金：国家自然科学基金(11832015 11302167) 

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

年 卷 期：2020年第37卷第4期

页      码：1515-1520,I0009页

摘      要：基于弹性约束的概念,分析了受内压厚壁圆筒产生塑性变形的条件。发现厚壁圆筒发生脆性断裂的根本原因是,圆筒内壁高应力区因受到外壁低应力区的弹性约束,在应力达到材料的屈服条件时不能产生塑性变形。通过计算给出了受内压管道避免脆性断裂的壁厚设计和选材方法。研究结果表明,对外直径2b=300mm的不同管线钢,随屈强比从0.51增大到0.91,其临界壁厚由62.2mm降低至12.9mm,极限内压由225.2MPa降低至69.0MPa,即选用材料的屈强比越低,设计管道不发生脆断的壁厚尺寸范围越大,在临界壁厚尺寸范围内管道的极限承载能力也越高。因此使用较低屈强比的材料并控制合理的管道壁厚,能使管道在承受意外的冲击内压时,出现全面塑性变形,以吸收冲击能量,避免管道脆性断裂的发生。

主 题 词：厚壁圆筒 弹性约束 脆性断裂 塑性变形 

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.37.04.B059

馆 藏 号：203963184...