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基于有限元的腐蚀管道承载能力分析与评价研究
| 论文题名： | 基于有限元的腐蚀管道承载能力分析与评价研究 |
| 关键词： | 腐蚀管道;剩余强度;失效准则;有限元分析;评价准则;承载能力 |
| 摘要： | 管道运输具有投资少、耗能低、速度快等优点,日益成为货运行业的重要组成形式。由于管道局部腐蚀缺陷速率是管壁平均减薄速率的10~100倍,要想科学合理准确地评估管道的最大安全运行压力,就必须对管道的剩余强度进行分析,其重点在于对管道腐蚀缺陷处的局部分析。目前对腐蚀管道剩余强度分析主要集中在腐蚀缺陷处最大缺陷尺寸或最大安全运行压力两个方面。上述两个研究方面对评价管道在某一运行压力下各腐蚀缺陷处的安全裕量是不充分的。 针对上述问题,本文提出了基于弹性失效压力、塑性失效压力和后屈服强化初始压力三种失效压力的有四种安全级别的评价方法,分析在不同的运行压力下,管道各腐蚀缺陷处的应力状态,该评价方法既可以分析腐蚀管道基于三种失效准则的剩余强度又可以在管道进行降压运行时保证对缺陷分类的准确性。 本文使用有限元软件ANSYS对管道腐蚀缺陷处进行了基于弹性失效压力、塑性失效压力和后屈服强化初始压力的仿真分析,使用MATLAB软件对仿真数据进行拟合分析,得出了沟槽状缺陷的三种失效准则的承压公式,并将仿真结果与 ASME B31G、API579等常用的腐蚀管道评价准则进行了对比分析,分析了两种评价准则的所存在的问题。并验证了本文所提出的评价方法的有效性。最后对管道沟槽状缺陷建立了以弹性失效压力、塑性失效压力和后屈服强化初始压力为分界线的腐蚀管道评价方法。 |
| 作者： | 刘继中 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 张于贤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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