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1、第32卷第11期東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1．32．No．112011年11月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)NOV．2011管道軸向雙裂紋夾角對(duì)尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響何雪法，秦曉峰，謝里陽(yáng)，錢(qián)文學(xué)(東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110819)摘要：管道裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的分析是裂紋是否擴(kuò)展判斷和管道疲勞斷裂計(jì)算的關(guān)鍵．應(yīng)用通用有限元軟件ANSYS對(duì)不同管道外徑、裂紋尺寸、不同夾角下含軸向雙裂紋管道裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子進(jìn)行了計(jì)算．結(jié)果表明，管道和裂紋
2、尺寸確定時(shí)，裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子隨裂紋間夾角增大而增加；管道尺寸確定時(shí)，隨著裂紋長(zhǎng)與壁厚比增加，夾角對(duì)裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子影響增強(qiáng)．通過(guò)分析夾角對(duì)雙徑向裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的影響，為工程實(shí)際中合理地判斷裂紋擴(kuò)展可能性和精確地進(jìn)行管道疲勞斷裂計(jì)算提供參考．關(guān)鍵詞：有限元；軸向雙裂紋；應(yīng)力強(qiáng)度因子；夾角中圖分類(lèi)號(hào)：TH114；O346．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1005—3026(2011)11—1623—04InfluenceofDoubleAxialCracks’AngleonStressIntensityFactorsof
3、CrackTipXue—hong，QINXiao-feng，XIELi—yang，QIANWen—z(SchoolofMechanicalEngineering&Automation，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China．Correspondingauthor：QINXiao-feng，E—mail：qinxiaofeng752110@126．eom)Abstract：StressintensityfactoranalysisofpipecracksiSthekeytod
4、eterminewhetherthereexistscrackpropagationandtocalculatethepipefatiguefracture．Thestressintensityfactorsatthedoubleaxialcracks’tipOfpipeswithdifferentsize，cracklengthandanglesbetweencrackswerecalculatedbyuniversalfiniteelementsoftwareANSYS．Thecalculationresultsin
5、dicatedthatthestressintensityfactorincreaseswithincreasingtheanglebetweendoubleaxial—throughcrackswhenthepipesizeandcrackdimensionsaredetermined．TheinfluenceofanglebetweencracksonstressintensityfactoriSenhancedwithincreasedratiobetweencracklengthandpipethicknessa
6、tdefinedpipesize．Theanalysismayprovidecertainreferenceinformationforreasonabledeterminationofthecrackpropagationandaccuratecalculationofthepipes’fatiguefracture．Keywords：finiteelement；doubleaxialcracks；stressintensityfactor；angle壓力管道作為石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研評(píng)價(jià)尤為關(guān)鍵．多裂紋存在時(shí)裂
7、紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度和軍工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)重要設(shè)備的關(guān)鍵部件得因子影響因素的分析是上述問(wèn)題研究的基礎(chǔ)．到了廣泛的應(yīng)用．由于制造過(guò)程中廣泛采用焊接近年來(lái)數(shù)值方法中的有限元法被廣泛地應(yīng)用工藝，在服役過(guò)程中多處于高溫、高壓、易燃易爆、于裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的分析計(jì)算中j．在有毒或放射性介質(zhì)等嚴(yán)酷的工作環(huán)境下，在役壓?jiǎn)瘟鸭y尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算中，叢成龍_6等力管道不可避免地存在各種由制造或工作載荷誘利用大型有限元軟件ANSYS分別建立了含內(nèi)表發(fā)而萌生的裂紋?1，實(shí)際管道中這些裂紋多以裂面環(huán)向裂紋光滑彎管模型和含軸向內(nèi)表面裂紋光紋群的
8、形式存在且徑向裂紋是主要類(lèi)型之一，因滑彎管模型，在線彈性條件下計(jì)算了不同裂紋尺此精確計(jì)算此類(lèi)裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子對(duì)管道安全寸、材料特性和不同載荷情況下的應(yīng)力強(qiáng)度因子．收稿日期：2011—05—09基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51005044)．作者簡(jiǎn)介：何雪法(1965一)，女，遼寧沈陽(yáng)人，東北大學(xué)副教授；謝N
