含轴向穿透裂纹的三通管道应力强度因子有限元分析

针对开孔率d/D=0.5的焊制三通管道,基于ANSYS软件及其APDL编程,采用三维奇异元,对开孔率为d/D=0.5的焊制管道三通进行数值模拟。主要考察三通在内压、主管端部面内和面外弯矩以及扭矩载荷作用下的主管腹部轴向穿透裂纹的复合型应力强度因子。通过改变裂纹位置和尺寸,计算获得不同大小的轴向穿透裂纹由主管腹部移至焊缝附近过程中的三类应力强度因子各自的变化规律和危险位置。这些结果在应力强度因子手册中尚未涉及,对工程中含缺陷三通管道的剩余强度评定具有参考价值。     

内压作用下斜接弯管纵向半穿透裂纹应力强度因子研究

采用三维有限元技术,应用ANSYS对内压作用下含纵向半穿透裂纹斜接弯管的应力强度因子进行了系统的分析。建立了三维有限元裂纹模型,对裂纹前沿应力强度因子的影响因素进行了研究,分析了不同内压下无量纲参数裂纹相对深度a/t、裂纹相对形状b/a、管壁相对厚度Do/t对应力强度因子的影响。     

内压作用下含内表面环向裂纹弯管的应力强度因子和极限载荷

应用大型有限元软件ANSYS对在内压作用下合内拱内表面环向裂纹弯管的应力强度因子和极限栽荷进行研究.计算出不同尺寸弯管的应力强度因子和极限载荷并加以分析,其结果可供工程安全评定使用.     

基于Workbench的表面裂纹应力强度因子的对比分析

压力容器及管道在制造和长期使用下容易形成裂纹缺陷,而应力强度因子是裂纹研究中的重点.根据标准API 579,标准GB/T19624—2019《在用含缺陷压力容器安全评定》得到受内压圆筒内表面半椭圆表面裂纹应力强度因子的计算结果,并将其与数值仿真软件ANSYS模拟计算结果进行对比分析.结果显示:标准API 579和标准G...     

含中心裂纹铝合金厚板复合材料补片胶接结构应力强度因子有限元分析

含裂纹铝合金板经复合材料补片胶接修复后,裂纹尖端的应力强度因子(Stress Intensity Factor,简称SIF)是关注的重点。基于有限元软件ABAQUS,建立了含中心裂纹铝合金厚板复合材料补片胶接修复件的分析模型。计算了裂纹尖端的SIF,与Rose解析模型进行了对比验证,得到裂纹尖端SIF在板厚方向上的变化,以及补片在厚度方向上修补效果的变化,对比了不同修复方式的修复效果。结果表明,裂纹尖端SIF的有限元解偏保守,被修补板厚较大时,裂纹尖端SIF值在板厚方向上的差异更加显著,双面修复方式的修复效果明显优于单面修复方式。     

直管外表面轴向半椭圆裂纹应力强度因子K_Ⅰ分析

应用有限元软件ANSYS建立了含外表面轴向半椭圆裂纹有限元模型,采用参数化建模对内压下裂纹的应力强度因子KI进行计算,得出了影响应力强度因子的主要因素。计算表明,应力强度因子随a/t及a/c成线性变化,并与t/Do为乘幂关系。一般情况下,表面裂纹在最深点(90°)处应力强度因子最大,然后随着角度的减小应力强度因子依次减小,但是在最浅点(0°)处应力强度因子有回升趋势,且随着a/t的增加,回升趋势逐渐明显,甚至出现当a/t=0.8时,最浅点应力强度因子超过最深点的现象,这时对于结构的脆性起裂位置要慎重判断,不能单纯的以最深点KI为断裂依据。     

含轴向内表面长裂纹管道网格模型生成方法研究

介绍了一种基于三维有限单元法计算面形裂纹应力强度因子的方法,建立了一种创造三维有限单元网格模型的途径并编写了模型生成、网格划分、加载求解、计算断裂参量的宏命令流。模型方法的精度通过算例并与已有的EPR I延性断裂手册中的解进行比较得到了说明。     

转轴阶梯处椭圆裂纹应力强度因子的计算分析

转轴在运行过程中,常在阶梯处发生断裂失效。为了研究转轴阶梯处过渡圆角大小对该处裂纹扩展的影响,利用有限元方法在裂纹前沿设置奇异单元,建立了转轴的有限元分析模型。通过分析计算,得到了弯扭载荷作用下转轴阶梯处的椭圆裂纹应力强度因子的变化规律。     

用杂交有限元计算应力强度因子

本文阐述了一种用假定应力分布的杂交有限元模型来计算裂纹问题中应力强度因子的方法。实践证明:该方法具有精度高、效率高的优点,并可以很方便地考虑体积力载荷以及裂纹表面的分布载荷,所以它的使用范围十分广泛。     

刚性压头I型触压应力强度因子计算

平面压痕在机械性能的研究中有着广泛的应用。分析刚性压头与弹性半平面非线性触压时,发现在触压拐角处应力急剧增大有明显的应力集中现象,而且同I型裂纹有类似的应力场分布,因此可以把触压问题看成一种特殊的裂纹。分别使用了位移外推法和J积分法,求得了裂纹的应力强度因子。两种方法得到的应力强度因子相差很小,并讨论了不用材料对压痕深度的影响。     

异形压力管道的应力分析及评价

以有限元法和分析设计准则为基础,分析了某异形压力管道复杂的应力分布情况。针对有限元计算的准确性问题,通过应变测试与有限元计算相比较的方法研究了该压力管道在0.43和0.55 MPa压力下一些特殊部位的应力强度,发现有限元结果与实际应变测试一致。研究表明该异形压力管道在0.8 MPa内压下时,虽然在三角区肋板尖端处的薄膜应力和弯曲应力较大,但均在JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》允许范围内,对管道运行基本没有影响,及能保证其安全稳定的运行。     

基于有限元的三通管应力分析与强度评定

通过三通的有限元分析,获得了内压作用下三通的应力分布特性;依据ASME Ⅷ-Ⅱ《美国压力容器规范分析》进行应力强度评定,工程应用表明,采用有限元分析软件能很好地解决设备开孔产生的应力问题,特别是当管口承受复杂外载荷情况下的应力计算.     

大型储罐角焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子数值计算

针对大型储罐典型失效模式——角焊缝开裂,利用ANSYS建立有限元模型求得角焊缝焊趾附近精确应力场;采用1/4节点奇异单元法和混合网格扩展法建立角焊缝焊趾表面半椭圆裂纹模型并求解应力强度因子;讨论了裂纹深度半长比a/c、裂纹深度板厚比a/t、焊脚尺寸板厚比Lw/t和焊趾角θ对应力强度因子数值分布的影响。计算结果表明:角焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子沿裂纹前沿呈U形分布,在表面点取得最大;随着裂纹深度a的增加,表面点应力强度因子有增大趋势,而最深点的焊接放大效应则逐渐减小。     

Threshold Stress Intensity for Crack Growth in Silicon Carbide Ceramics

Measurements of threshold stress intensities for crack growth, K _h, of three polycrystalline SiC materials were attempted using interrupted static fatigue tests at 1200°–1400°C. Weibull statistics were used to calculate conservative K_th values from test results. The K _th of a chemically vapor deposited β-SiC could not be determined, as a result of its wide variations in strength. The K_th ≥ 3.3,2.2, and 1.7 MPa·m^1/2 for an Al-doped sintered α-SiC; and K_th ≥ 3.1, 2.7, and 2.2 MPa·m^1/2 for a hot isostatically pressed α-SiC, both at 1200°, 1300°, and 1400°C, respectively. A damage process concurrent with subcritical crack growth was apparent for the sintered SiC at 1400°C. The larger K_th 's for the HIPed SiC (compared to the sintered SiC) may be a result of enhanced viscous stress relaxation caused by the higher silica content and smaller grain size of this material. Values measured at 1300° and 1400°C were in good agreement with the K_th's predicted by a diffusive crack growth model, while the measured K_th 's were greater than the predicted ones at 1200°C.     

UPVC给水管材耐压性能影响因素分析

从原材料、混料、设备与模具、配方、加工工艺等方面探讨了影响给水管材耐压性能的影响因素,并通过一系列配方和工艺试验予以验证。在配方合理的情况下,调整设备工艺,使管材塑化度在60％－65％范围内,产品具有较好的耐压性能。     

Stress Intensity Factor for a Peripherally Cracked Spherical Cap

Stress intensity factors are estimated for a spherical cap surrounded by a peripheral crack in a semi-infinite body. Using finite element analysis, the stress concentration of a spherical cap was determined as a function of the radius and depth of the cap. This stress concentration was then taken into account in developing the appropriate stress intensity factor for the peripheral crack around the spherical cap.