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基于边界元有限元耦合的管节点疲劳裂纹数值模拟及寿命预测
  • 项目名称:基于边界元有限元耦合的管节点疲劳裂纹数值模拟及寿命预测
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:10872178
  • 申请代码:A020303
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2009-01-01-2011-12-31
  • 项目负责人:曲淑英
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:烟台大学
  • 批准年度:2008
中文摘要:

海洋平台结构中的管道节点由于受风、浪、流、冰和潮汐等疲劳载荷的长期作用,在焊缝处易产生裂纹,裂纹的不断扩展将降低结构的承载力,影响其安全性。一旦裂纹穿透管壁,管道内部的油气将发生泄露,这不但造成管道内部的压力降低和油气的泄漏,更将引起环境污染、火灾、爆炸等二次灾害。目前评价管节点的疲劳寿命基本上采用的是S-N曲线法,该法只能预测管节点的整体使用寿命,而不能衡量出现裂纹后管节点的残余寿命。由于管节点表面裂纹从萌生到穿透整个管道壁仍需要一定时间,因此研究疲劳裂纹的扩展过程可更精确地预测管节点的疲劳寿命。项目组采用边界元-有限元耦合法模拟表面裂纹,计算了各点的应力强度因子,同时用ACPD测试技术对完全叠接关节点进行跟踪和检测,从数值模拟和实验测试两方面得到疲劳裂纹扩展规律,提出了用于工程设计的应力强度因子参数公式,从而预测管节点的疲劳寿命。

结论摘要:

英文主题词pipeline node; surface crack; stress intensity factor;numerical simulation;ACPD testing techniques


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 19
  • 3
  • 0
  • 0
  • 1
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