摘要：为探究双金属复合管的屈曲失效机理,利用ABAQUS软件建立了双金属复合管有限元模型,考虑成型残余应力的存在,分析了弯曲过程中弯矩、椭圆度和内衬褶皱幅值随曲率的变化规律;研究了内衬管屈服强度、内衬管径厚比以及外基管径厚比对双金属复合管屈曲失效的影响,并进一步给出了临界弯矩和临界曲率的预测公式。分析结果表明:屈服强度更高的内衬管可提高复合管的临界弯矩,但会降低复合管的临界曲率;更小的内衬管径厚比和外基管径厚比均可提高复合管的临界弯矩和临界曲率;相较于临界弯矩,内衬管屈服强度和径厚比的改变对临界曲率影响更为明显,外基管径厚比的改变则对两者均具有十分明显的影响;临界弯矩和临界曲率公式预测结果与有限元计算结果的相对误差不超过4%和12%。所得结论可为双金属复合管的设计和安全评价提供参考依据。

摘要：为探究高钢级管材的断裂力学性能,将韧性断裂准则应用于管道钢的断裂失效评价中。设计了4类5种不同应力集中系数的X80管道钢拉伸试样来获取材料的基本力学性能参数和断裂应变,采用Ramberg-Osgood模型表述材料硬化效应,运用ABAQUS软件显示模块构建试样的对称有限元模型,进而使用实验-模拟混合法对实验中难以获取的应力三轴度和Lode参数进行提取,选取其中3种试样数据分别对3种断裂准则的断裂参数进行标定,用其余2种试样数据和构建材料断裂轨迹图来对不同准则的预测效果作进行对比分析。结果表明,采用实验-模拟混合法对不同应力集中系数试样的数据提取可以用于断裂准则的参数标定;DF2014韧性断裂准则对不同应力状态下的断裂行为预测更为准确和灵活,其损伤评价模型能够用于高强管道钢的韧性断裂预测。

摘要：闸板防喷器是井口控制装置的重要组成部分,需要确保其能够在紧急情况发生时及时剪断钻杆以实现安全封井。为探究闸板结构参数对剪切能力的影响同时实现准确预测,采用ABAQUS有限元软件的显式模块对构建的闸板剪切钻杆模型进行仿真计算,通过分析剪切运动过程确定闸板结构参数V形角、刃面倾角、刀具厚度及钻杆结构参数外径和壁厚,对不同结构参数下单个变量与最大剪切力的关系做变量仿真分析,给出考虑相关参数的最大剪切力预测最优结构模型,并对该刀具形式下的预测公式做出拟合。研究结果表明:所建有限元模型计算结果为1143.9 kN,与试验值1179.4 kN很接近;刃面倾角、钻杆管径和壁厚与最大剪切力呈正相关关系,V形角与最大剪切力呈负相关关系,刀具厚度对其影响可忽略;公式预测结果和仿真数据的平均相对误差为5.38%,满足工程实践要求。研究结果可为防喷器闸板的最大剪切力预测和刀具结构参数的优化设计提供一定参考。