复杂载荷下管道三通的塑性极限载荷

目前对于管道三通在内压和弯矩联合作用下的塑性极限载荷累积规律有三种不同的观点，即线性方程累积、抛物线方程累积和圆方程累积模式。文中采用非线性有限元方法分析内压与弯矩联合作用下(包括面内弯矩和面外弯矩两种形式)管道三通的塑性极限载荷，结果表明其累积形式基本上介于抛物线方程和圆方程之间，并且与结构几何参量有关。最后在数值分析的基础上提出复杂情况下考虑几何因素的三通塑性极限载荷工程估算式，并用试验结果进行验证。     

面外弯矩下输油管道三通极限承载能力研究

三通承受载荷较直管段复杂,其中较危险的载荷是作用于支管端部的面外弯矩,准确预测三通的塑性极限面外弯矩载荷,成为管道完整性评估的关键技术.使用ANSYS软件对三通进行了弹塑性有限元分析,得出了受面外弯矩时三通的三种失效模式,分析表明主管壁厚和支管外径是影响三通塑性极限面外弯矩的主要因素.针对常用几何尺寸三通建立了塑性极限面外弯矩有限元解数据库,并拟舍得到三通的塑性极限面外弯矩工程估算公式,为三通的强度分析提供了基础数据及计算方法.     

含缺陷接管/三通结构塑性极限载荷研究进展

本文综述了国内外有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究现状 ,对今后开展有关含缺陷接管 三通结构塑性极限载荷的研究以及相应安全评定规范的制订 ,具有一定的指导作用     

含肩部减薄缺陷三通受内压时的塑性极限载荷分析与研究

利用ANSYS有限元分析软件对含肩部减薄缺陷焊制三通进行塑性极限内压的计算和分析，确定了影响三通塑性极限内压的主要因素，建立了覆盖常用三通几何特征参量和肩部三维减薄缺陷大小变化范围的塑性极限内压有限元解数据库，并拟合得到形式简单且具有较高精度的塑性极限内压工程估算公式。     

周向裂纹管道在含扭转各种组合变形时的极限载荷分析

到目前为止，还没有文献给中向裂纹管道在非对称弯曲及扭转组合变形时的塑性极限载荷计算公式。文中根据净截面垮塌准则用沙堆比拟法分别求出埋藏裂纹、外表面裂纹、内表面裂纹、穿透裂纹管道发生扭转变形时的塑性极限扭矩；给出含周向裂纹薄壁管道横截面上的剪应力分布规律，其塑性极限扭矩等于一个闭口薄壁截面与一个开口薄壁截面圆环的塑性极限扭矩之和，闭口薄壁截面的壁厚为管道壁厚减裂纹深度；开口薄壁截面的壁厚为裂纹的深度。推导了各种周向裂纹管在内压、轴力、扭矩及非对称弯矩共同作用时的塑性极限载荷关系式，并由此给出其他一些组合变形时的极限载荷计算公式。本文结果可供管道安全评价时参考。     

含腐蚀缺陷弯管的极限载荷分析

应用有限元分析软件ANSYS对含腐蚀缺陷弯管在内压载荷作用下进行有限元分析。分析中考虑了材料非线性和几何非线性的影响,并根据Binfu失效准则,计算分析出弯管不同缺陷尺寸对弯管极限载荷的影响、弯管缺陷处的应力分布状态以及缺陷处随内压改变而变化的应力应变图。根据腐蚀区的应力应变图,对模型的塑性极限载荷压力进行预测,得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律。     

周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(三)--塑性垮塌失效的实验研究

对6根碳钢周向表面裂纹管进行了四点弯加载实验，研究了周向表面裂纹管的塑性垮塌失效特征，根据ASME规范的塑性极限载荷确定方法，由实验测得的载荷－加载点位移（P－△）曲线及载荷－裂纹嘴张开位移（P－CMOD）曲线，确定了周向表面裂纹管的整体塑性垮塌失效载荷及韧带局部塑性垮塌失效载荷。实验结果与作者建立的周向表面裂纹管净截面垮塌（NSC）模型与韧带局部塑性垮塌（LC）模型的预测载荷进行了比较，表明作者推荐的NSC模型与LC模型对周向表面裂纹管的适用范围是合理可行的。     

内拱内壁含球形凹坑缺陷弯管的塑性极限内压研究

运用有限元分析软件ANSYS10·0对内拱内壁含球形凹坑缺陷弯管的塑性极限载荷进行了分析,得出了比较理想的结果。与相关研究成果做了对比,得出了缺陷尺寸一样时,缺陷所处位置的不同会导致弯管的塑性极限载荷不同的结论。     

内压斜接管结构塑性极限载荷的研究

对30°、45°、60°三台斜接管容器在内压作用下的塑性变形特征、塑性极限载荷进行试验及非线性有限元数值研究.结果提供三台试验设备塑性变形的规律,在内压作用下截交区发生明显的塑性变形,纵向截面内发生径向收缩,而横截面发生径向鼓胀,接管与筒体截交角θ增大;危险位置出现在结构纵向截面的锐角侧;在相同结构尺寸下,结构的塑性极限载荷随θ增大而增大;同时提供三台试验设备塑性极限载荷的数值,为分析设计提供参考及依据.     

含点蚀缺陷燃气管道弯管的塑性极限载荷分析

应用有限元分析软件ANSYS,对含点蚀缺陷的弯管在内压载荷作用下进行有限元分析,分析中考虑材料非线性和几何非线性,根据腐蚀区的载荷-应变图,对模型的塑性极限压力进行了预测,得出了缺陷尺寸对塑性极限载荷的影响及变化规律,并得到了一些对含缺陷弯管的安全评定有参考价值的结论.     

整圈未焊透三通塑性极限内压的研究

利用有限元分析方法，对内压下含相贯线整圈未焊透焊制三通的塑性极限载荷进行了系统的计算和分析，确定了影响三通塑性极限内压的主要因素，并拟合得到形式简单且具有较高精度的塑性极限内压工程估算公式，此估算公式可为三通管件完整性评估提供依据。     

Limit load analysis for the piping branch junctions under in-plane moment

An approximate analysis approach for plastic limit load of piping branch junctions, by means of the relationship of the internal force between the main and branch pipes around intersection line, is presented in this work. The approach is built on the following process: based on the external force equilibrium condition, an equation between the limit load and internal force of the branch pipe around intersection is derived firstly. And then, taking this internal force as an external force acting on the intersection of the main pipe, the approximate solution of the internal force around the intersection on the main pipe is given as a function of the limit load. Finally, referring to the von-Mises yield criterion, the limit load of component with two intersecting cylindrical shells is then obtained. In use of the proposed approach, a closed form of limit load solution for piping branch junction under in-plane moment is developed. Finite element (FE) models of the idealized piping branch junction with various diameters and wall-thickness of the main and branch pipes were analyzed by using nonlinear FE software. The limit loads from FE analysis, from the proposed solution and six experimental data of real piping branch junctions are compared. Overall good agreement between the different limit loads was observed which provides confidence in the use of the proposed formulae in practice.     

内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷

弯头是管道系统中最薄弱、最容易失效的管件。研究含缺陷弯头的塑性承载能力在整个压力管道系统安全评定中占有重要地位。利用求取直管极限载荷的鼓胀系数法建立不考虑直管影响的含缺陷弯头的塑性极限载荷估算式。采用三维弹塑性有限元技术,对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行系统分析。结果表明,裂纹削弱系数（PL／P LO）与厚径比（t／rm）无关,在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。     

Enhancement of J estimation for typical nuclear pipes with a circumferential surface crack under tensile load

This paper is to report enhancement of engineering J estimation for semi-elliptical surface cracks under tensile load. Firstly, limitation of the sole solution suggested by Zahoor is shown for reliable structural integrity assessment of thin-walled nuclear pipes. An improved solution is then developed based on extensive 3D FE analyses employing deformation plasticity theory for typical nuclear piping materials. It takes over the structure of the existing solution but provides new tabulated plastic influence functions to cover a wide range of pipe geometry and crack shape. Furthermore, to facilitate easy prediction of the plastic influence function, an alternative simple equation is also developed by using a statistical response surface method. The proposed H ₁ values can be used for elastic-plastic fracture analyses of thin-walled pipes with a circumferential surface crack subjected to tensile loading.     

内压载荷作用下含缺陷弯头的塑性极限载荷有限元分析

采用三维弹塑性有限元技术,对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行了系统分析。结果表明,裂纹削弱系数(PL/PL0)与厚径比(t/rm)无关,在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。     

平板普通型爆破片疲劳破坏行为解析

针对爆破片服役过程中的疲劳破坏失效问题,以316L不锈钢为材料,采用试验检测结合数值模拟解析的方法对平板普通型爆破片开展相关研究。试验结果表明,平板普通型316L不锈钢爆破片的临界爆破压力P b=26.07 MPa,在0.8 P b(20.86 MPa)应力循环作用1000~8000次后,爆破压力逐步下降至21.87 MPa,在20.86 MPa恒定应力循环作用下爆破片的平均疲劳寿命为13175次。采用ABAQUS软件,针对平板普通型316L不锈钢爆破片进行静态断裂力学分析,进而结合FE_SAFE软件,可以较准确地预测不同应力水平循环作用下的疲劳寿命。相关研究为爆破片疲劳寿命预测提供了新思路,这对其安全服役有着重要意义。     

内压及扭矩载荷下无缺陷弯管的塑性极限载荷

弯管在管线中通常是承受应力较大的元件，极限载荷相应较低。为充分发挥结构的塑性极限承载能力，对弯管的塑性极限载荷进行理论分析，利用von Mises屈服准则，推导出内压和扭矩联合载荷作用下等厚弯管、非均匀壁厚椭圆弯管的塑性极限压力。实验验证了理论分析的正确性。     

含裂纹结构的极限载荷分析

将塑性极限分析应用于含裂纹结构极限承载能力的确定中 ,结合含裂纹结构达到的塑性极限条件和裂纹失稳扩展条件 ,判断结构是否达到极限状态 ,进而求出含裂纹结构的极限载荷 ,本文给出了这一计算过程的有限元普遍格式 ,并编制了相应的有限元程序 ,计算和分析了若干典型含裂纹平板的极限载荷 ,所得结论对研究含裂纹结构的失效模式和剩余强度确定具有理论和工程参考价值