摘要：为了研究油气井厚壁套管柱的力学性能,基于统一强度理论,合理考虑中间主应力和材料拉压比的影响,推导了厚壁套管柱三轴抗拉强度的计算公式,分析了内外压比、材料的拉压比、中间主应力和径厚比等因素对不同工况下套管柱三轴抗拉强度的影响特性。研究结果表明:强度准则的选用对套管柱的三轴抗拉强度具有显著影响;材料拉压强度不等特性(sd效应)对套管柱的三轴抗拉强度也具有显著影响,当内外压比小于或等于1时,套管柱的三轴抗拉强度随材料拉压比的增大近似线性提高,当内外压比大于1时,材料sd效应的影响与外荷载有关;考虑中间主应力效应可以充分发挥材料的自承载能力和强度潜能,提高套管柱的三轴抗拉强度,具有一定的经济效益;内外压比和径厚比对套管柱的三轴抗拉强度也具有一定的影响。该文计算公式适用于具有sd效应和中间主应力效应的材料,并将多种屈服准则下套管柱三轴抗拉强度的表达式统一起来,具有广泛的适用性,可为油气井厚壁套管柱的设计提供借鉴。

摘要：为了研究石油套管柱的力学性能,采用统一强度理论,合理考虑中间主应力效应和材料拉压比的影响,推导了石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度计算公式,建立了石油套管柱双轴抗挤强度和三轴抗挤强度与单轴抗挤强度的关系,并分析了材料的拉压比、中间主应力效应、径厚比、压缩屈服强度、荷载大小和荷载工况等因素对不同类型抗挤强度的影响特性。研究结果表明:材料的拉压强度不等特性(sd效应)对石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度均有显著影响,材料拉压比越大,套管柱的单轴抗挤强度越小,双轴抗挤强度越大,而三轴抗挤强度与双轴抗挤强度的差值和材料拉压比的关系与外荷载有关;中间主应力效应对石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度也有显著影响,随统一强度理论参数b值的增加,套管柱的单轴抗挤强度和双轴抗挤强度不断增大,考虑中间主应力效应可以充分发挥材料的自承载能力和强度潜能,具有可观的经济效益;径厚比、压缩屈服强度、荷载大小和荷载工况对套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度也具有一定影响。该结果适用于具有sd效应和中间主应力效应的材料,并将多种屈服准则下石油套管柱的单轴抗挤强度、双轴抗挤强度和三轴抗挤强度表达式分别统一起来,具有广泛的适用性,可为石油套管柱的抗挤强度设计提供借鉴。

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。

摘要：运用统一强度理论,对用于加工废油资源化装备部件,以及由不同材料构成的3层预应力组合凹模的分层半径、过盈量和弹性极限内压进行分析,得到了组合凹模的分层半径、过盈量和弹性极限内压的表达式。运用该文所推导的公式对挺柱体冷挤压组合凹模在考虑和不考虑拉压异性的两种情况下,计算出组合凹模的分层半径、过盈量和弹性极限内压。结果表明,在考虑拉压异性情况下,组合凹模的分层半径、过盈量有较小差异,而弹性极限内压有较大提高。

摘要：对拉压强度不同材料厚壁球壳进行了安定分析,得出了球壳加载应力场、残余应力场及安定极限的解析解,所得的解能反映材料拉压强度差效应。最后,利用所得的解研究了材料拉压强度差效应对球壳安定极限的影响,结果表明,考虑材料拉压强度差效应时球壳安定极限将明显提高。

摘要：统一强度理论是在中国本土原创产生和发展起来的关于材料强度和结构强度的系统新理论。它从连续统力学最基本的单元体力学模型开始,到数学建模方法,理论公式的表述,以及一系列新的理论公式都不同于以往的各种理论。它将以往各种适合于某一类材料的单一强度理论推进为可以适合于多种材料的统一强度理论。经过40多年的发展,它不仅自己形成了系统的理论,而且将很多著名的理论包容其中,形成了范围更宽广、功能更强大的理论体系。由于它具有一个统一的力学模型,清晰的物理意义,简单的线性数学表述式,能反映材料的基本特性,即sd效应(不同的抗拉强度和抗压强度)、静水应力效应、正应力效应、中间主应力效应和中间主剪应力效应,以及结构强度分析的破坏准则效应,并且与现有的实验数据相吻合,能容易地适合许多新情况;此外,统一强度理论既容易用来取得解析解,也容易用于计算机程序取得数值解。统一强度理论已被推广应用于很多领域。在连续介质和工程应用的框架下对统一强度理论的发展及其在土木工程中的应用和经济意义进行较为系统的小结。