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含周向表面裂纹管道结构应力强度因子的预测方法研究
| 论文题名： | 含周向表面裂纹管道结构应力强度因子的预测方法研究 |
| 关键词： | 管道结构;周向表面裂纹;应力强度因子;预测模型 |
| 摘要： | 管道是在实际工程中常见的结构，其通常被用来运输具有危险性的液体、气体物质，管道泄漏经常会导致危险事故的发生，对环境造成污染，所以管道结构的安全问题值得重点关注。 在工程中很多时候因为忽略了管道上面存在的裂纹损伤导致了灾难的发生。管道周向表面裂纹是管道结构中最常见的裂纹形式之一，因此有必要对管道周向表面裂纹的断裂参量即应力强度因子进行评定。目前在工程中难以直接测量应力强度因子，能够通过获取在工程中方便测量的参数进而快速地确定应力强度因子的值，对实际工程具有重大意义。 本文将基于裂纹最大张口位移理论预测应力强度因子的方法解决这一问题，对含有周向表面裂纹的管道结构建立含有最大张口位移的计算应力强度因子值的经验公式。考虑实际工程中常用的管道和裂纹的几何参数比例，对大量含周向表面裂纹的管道结构进行有限元建模并计算，得出在此比例范围内用来预测管道周向表面裂纹深度的经验公式及预测裂纹深度点和表面点处裂纹应力强度因子值的经验公式。实现在工程中通过方便得到的参数预测在均匀拉伸载荷、纯弯曲载荷及拉弯复合载荷作用下管道周向表面裂纹的深度值以及裂纹深度点和表面点处应力强度因子的值。最后将所有得到的经验公式封装到应用软件中，以实现在实际工程中使用者可以更加清晰直观地知道需要获取的实际工程参数，更加便捷地预测裂纹深度和应力强度因子的值。 通过本文的研究扩大了应用裂纹最大张口位移预测应力强度因子方法的结构范围，具有重大的实际工程意义。 |
| 作者： | 耿郁晟 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 黄一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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