管道含外表面裂纹时的疲劳寿命预测研究

作     者：赵一昭 柳勇 白凡 刘亚鹏 刘马宝 Zhao Yizhao;Liu Yong;Bai Fan;Liu Yapeng;Liu Mabao

作者机构：西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室陕西省西安市710049 西安交通大学航天航空学院 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室 

基　　金：中船重工第七一九所科学研究项目“管路结构寿命预测研究”(J20180606) 陕西省重点研发计划项目“无人机结构健康监测关键技术”(2018ZDCXL-GY-03-01) 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2020年第48卷第8期

页      码：129-135页

摘      要：为有效预测含外表面裂纹管道的疲劳裂纹扩展寿命,基于扩展有限元方法,计算了不同管道半径厚度比、裂纹形状参数、裂纹相对深度下的管道外表面裂纹的应力强度因子。研究结果表明:管道外表面裂纹形状因子随裂纹相对深度的增加而增大,且随着裂纹形状参数的增大,其增加趋势更加显著;裂纹相对深度相同时,裂纹形状参数越大,裂纹形状因子越大;管道半径厚度比对管道外表面半椭圆裂纹形状因子的影响较小。在此基础上,建立了管道外表面裂纹应力强度因子的工程计算模型及基于Forman方程的含外表面裂纹管道的疲劳寿命预测模型。同时,开展了0Cr18Ni10Ti材料管道的三点弯曲疲劳试验,试验结果验证了所建含外表面裂纹管道疲劳寿命预测模型的有效性。该疲劳寿命预测模型可为管道结构工程设计提供参考。

主 题 词：管道 裂纹 扩展有限元 应力强度因子 疲劳寿命 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 080706[080706] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 082003[082003] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2020.08.020

馆 藏 号：203968664...