含轴向裂纹等径焊制三通的塑料性极限载荷

在几个简化假设的前提下,采用弹塑性有限元方法,系统分析了内压下含轴向裂纹的等径焊制三通的极限载荷及其变化规律。分别给出了含轴向裂纹、穿透型裂纹及表面裂纹的三通极限载荷的估算公式,并将估算公式计算出的值与有限元数值解进行了比较。结果表明,深短裂纹和浅表面裂纹对极限载荷影响很小,内表面和外表面两种裂纹形式对极限载荷的影响差别不大;可采用外表面裂纹来分析;给出的估算公式具有较高的精度和合理的保守性。     

含环向裂纹等径焊制三通极限压力（Ⅱ）—工程估算方法

采用极限分析的下限定理,以石油化工行业常见的含腹部中心裂纹等径三通为研究对象,在合理简化的基础上推导出极限压力的估算公式,试验数据和有限元数值解验证结果表明,该表达式不仅简洁,而且具有较高的计算精度,对含缺陷三通的完整性评定具有重要的参考价值.     

含环向裂纹等径焊制三通极限压力(Ⅰ)--有限元分析

采用三维弹塑性小变形有限元技术,对内压下含以腹部为中心的环向裂纹等径焊制三通的极限载荷进行了系统分析.结果表明,浅裂纹(a/T≤0.5)和短深裂纹(a/T≥0.75)对极限压力影响很小,肩部中心裂纹对三通极限承载能力的削弱远小于腹部中心裂纹.此结果可为压力管件完整性评估提供基础数据.     

含环向裂纹等径焊制三通极限压力（I）——有限元分析

采用三维弹塑性小变形有限元技术,对内压下含以腹部为中心的环向裂纹等径焊制三通的极限载荷进行了系统分析.结果表明,浅裂纹(a/T≤0.5)和短深裂纹(a/T≥0.75)对极限压力影响很小,肩部中心裂纹对三通极限承载能力的削弱远小于腹部中心裂纹.此结果可为压力管件完整性评估提供基础数据.     

套管修复轴向穿透裂纹管道极限载荷研究

利用套管包覆缺陷是修复缺陷管道常见的方法之一。利用弹塑性有限元分析方法,对用套管修复轴向穿透裂纹管道的结构进行了有限元计算。采用极限载荷系数p衡量结构的极限承载能力,对其影响因素进行了研究。研究结果表明,p与套管位置有关,p随套管壁厚和套管宽度的增加而增加。给出了不同形式下套管修复轴向穿透裂纹管道的推荐参数,可为工程实际应用提供一定的支持。     

压弯载荷下底部减薄三通塑性极限载荷分析

采用有限元分析软件ANSYS,对常见等径三通进行数值模拟分析,求得内压与弯矩联合作用下的塑性极限载荷有限元解;研究了不同比例内压、面外弯矩联合载荷作用下,底部减薄尺寸对三通失效模式和极限承载能力的影响。研究结果表明,无量纲化的底部减薄深度c≥0.4时,缺陷的存在才会对三通极限承载能力有显著影响。内压较大时,轴向减薄尺寸是造成底部塑性失效的主要因素。通过对大量算例的拟合,提出了压弯联合载荷作用下含底部减薄三通的塑性极限载荷工程估算公式。     

整圈未焊透三通塑性极限内压的影响因素解析

三通是压力管道系统中不可缺少的管道元件,但国内对存在未焊透缺陷的三通研究很少。基于有限元方法分别计算了插入焊和跨接焊两种整圈未焊透三通,插入焊三通有限元模型所得的无量纲化塑性极限内压值要大于跨接焊三通有限元模型所得值,在后续工作中可用后者模型替代前者,既能保证安全又大大减少工作量。选取了7个参量,分别计算分析了每个参量对整圈未焊透三通无量纲塑性极限内压的影响程度。确定了三通强度因子、主管管径比和未焊透深度为整圈未焊透深度敏感三通无量纲塑性极限内压的主要影响因素;其中前两者为整圈未焊透深度非敏感三通无量纲塑性极限内压的主要影响因素。     

焊接等径三通的应力测定

管道系统中有大量的三通部件在工作过程中主要承受内压作用，与此同时，由于管系的自重，温度变化，装配误差，管道位移等原因，使连接三通的支主管端分受到各种形式的内，外载荷作用。本文通过对两上Ф１５２ｍｍ×２０ｍｍ焊接等径三通的应力测定，分析了内压载荷下烃堆焊加宽方式对三通焊道的补强效果及其应力的分布情况，并做出强度评价。     

焊接等径三通的应力测定

管道系统中有大量的三通部件在工作过程中主要承受内压作用，与此同时，由于管系的自重、温度变化、装配误差、管道位移等原因，使连接三通的支、主管端分别受到各种形式的内、外载荷作用。本文通过对两个φ152mm×20mm焊接等径三通的应力测定，分析了内压载荷下经堆焊加宽方式对三通焊道的补强效果及其应力的分布情况，并做出强度评价。     

整圈未焊透三通塑性极限内压的估算式拟合及验证

根据极限内压对未焊透深度敏感程度的不同,把三通定义为深度敏感整圈未焊透三通和深度非敏感整圈未焊透三通。基于大量计算数据,拟合得出整圈未焊透三通量纲一塑性极限内压工程估算公式。同时通过多组算例,对工程估算式和有限元解进行了比较,验证了估算式的精度。     

肩部减薄三通塑性极限面内弯矩的分析

三通在使用中受介质的腐蚀或冲刷会在肩部产生局部减薄,从而降低其使用的完整性。鉴于此,采用弹塑性有限元方法,分析了肩部减薄缺陷对三通极限载荷的影响。研究表明缺陷的轴向长度对三通的极限面内弯矩影响较小。在将常用三通几何尺寸简化为等径不等壁厚形式的基础上,建立了覆盖常用三通几何尺寸及缺陷尺寸的塑性极限面内弯矩有限元解数据库,最终拟合得到具有较高精度的塑性极限面内弯矩工程估算公式。     

含腐蚀凹坑缺陷管道的极限载荷研究

腐蚀凹坑是石油与天然气输送及石化管道常见的缺陷之一 ,会使管道产生应力集中 ,抗疲劳载荷能力降低。为寻求腐蚀球形凹坑对压力管道极限载荷的影响 ,用有限元弹塑性分析法和试验方法 ,对含腐蚀球形凹坑缺陷的压力管道进行研究 ,得到了含不同球形腐蚀凹坑缺陷压力管道在内压和弯矩联合作用下的极限载荷。试验研究证明 ,在内压和外弯矩作用下 ,腐蚀球形凹坑底部应变值最大 ,并首先屈服 ,试验测定载荷 -应变曲线与有限元计算的基本一致 ,最大误差为 7 3 2 %。腐蚀凹坑半径相同时 ,管道的极限载荷随凹坑深度的增加而降低 ;而凹坑深度相同时 ,极限载荷随凹坑半径的加大而降低。     

平面闭合弯矩作用下弯管塑性极限载荷分析与试验

对平面闭合弯矩作用下弯管的极限载荷进行了分析研究。研究采用有限元分析法、Kitching公式计算法和试验测定法。有限元分析结果表明 ,弯管的极限载荷随着弯管壁厚和弯曲系数的增加而增加 ,该结果与Kitching公式计算结果以及试验结果一致     

复杂载荷下实际塑性极限载荷的工程确定法

简单评述了已有的极限载荷判定准则,并结合内压、拉伸和弯曲联合载荷下的管道应力情况,提出了一个确定联合载荷下塑性极限载荷的工程方法。     

粘土中倾斜荷载作用下深水吸力锚的极限承载力计算研究

建立了适用于深水吸力锚的三维弹塑性有限元模型,对粘土中倾斜荷载作用下吸力锚的极限承载力进行了计算,并采用塑性极限法的理论分析对计算结果进行了校核,验证了有限元模型与计算结果的可靠性,为吸力锚在我国深水油气田工程设施应用的前期研究和设计提供了参考。