X100高強(qiáng)度管線鋼損傷本構(gòu)模型研究.pdf

1、石油、天然氣需求的持續(xù)增長推動(dòng)了其輸送管道用鋼不斷向高鋼級(jí)發(fā)展，國外已有X100管線鋼試驗(yàn)管道應(yīng)用于管道工程設(shè)施中。隨著西氣東輸三線的建設(shè)和西氣東輸四線等項(xiàng)目的規(guī)劃，開展X100管線鋼研究和應(yīng)用工作顯得尤為迫切。國內(nèi)外針對(duì)X100管線鋼塑性形變過程中的軋制工藝、微觀組織、焊接性能和力學(xué)性能進(jìn)行了廣泛研究，但鮮見X100管線鋼塑性損傷機(jī)理的研究報(bào)道。因此，本文從材料損傷失效方面入手，基于Johnson-Cook模型建立了X100管線鋼損傷

2、模型。
　　首先，通過Gleeble-3800熱模擬試驗(yàn)機(jī)，MTS材料萬能試驗(yàn)機(jī)和分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)裝置對(duì)X100管線鋼材料進(jìn)行了一系列不同溫度，不同應(yīng)變率條件下的單軸拉伸及壓縮試驗(yàn)，以此為主要依據(jù)分析了塑性應(yīng)變、應(yīng)力三軸度、應(yīng)變率和溫度對(duì)X100管線鋼材料的力學(xué)性能及損傷失效特性的影響規(guī)律。
　　第二，Johnson-Cook模型包括流變應(yīng)力方程和失效準(zhǔn)則兩個(gè)部分，各包含5個(gè)待估參數(shù)。以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用改進(jìn)Powe

3、ll算法的估算流動(dòng)應(yīng)力方程的參數(shù)值，采用Levenberg-Marquardt算法的估值作為失效準(zhǔn)則的參數(shù)值，并且使用數(shù)學(xué)優(yōu)化分析工具1stOpt軟件對(duì)其準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　第三，將材料的Johnson-Cook模型植入有限元模擬軟件 ABAQUS中，對(duì)上述試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果接近，誤差皆在允許范圍內(nèi)，通過有限元軟件驗(yàn)證了模型參數(shù)的準(zhǔn)確性。
　　研究結(jié)果為進(jìn)一步研究X100管線鋼塑性損傷機(jī)理奠定了理論基礎(chǔ)