含未焊透缺陷工業(yè)壓力管道的極限承載能力研究.pdf

1、工業(yè)壓力管道是國家重大工程建設(shè)中不可或缺的關(guān)鍵特種設(shè)備，而未焊透缺陷是在用工業(yè)壓力管道中的一種常見焊接缺陷，該缺陷的存在會(huì)降低管道的極限承載能力，對(duì)管道系統(tǒng)的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此對(duì)含未焊透缺陷壓力管道的極限承載能力展開研究，制定專門針對(duì)含未焊透缺陷壓力管道的安全評(píng)定技術(shù)規(guī)范，對(duì)保障工業(yè)壓力管道安全運(yùn)行，并最大限度的發(fā)揮管道的經(jīng)濟(jì)效能具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于擴(kuò)展的NSC準(zhǔn)則的含未焊透缺陷

2、工業(yè)管道安全評(píng)定方法研究”(51175454)的支持下，根據(jù)工業(yè)壓力管道實(shí)際承載特性，針對(duì)存在含未焊透缺陷的在用工業(yè)壓力管道的極限承載能力展開了相關(guān)研究，主要研究內(nèi)容和成果有:
　　(1)基于擴(kuò)展的凈截面垮塌準(zhǔn)則，補(bǔ)充完善了內(nèi)壓和非對(duì)稱彎矩作用下含單環(huán)向缺陷管道的塑性極限載荷分析方法;提出了內(nèi)壓和彎矩組合載荷作用下含任意尺寸的雙環(huán)向缺陷管道的塑性極限載荷通用求解公式，得到了缺陷尺寸、位置、彎矩偏轉(zhuǎn)角、內(nèi)壓等參數(shù)對(duì)極限彎矩的影響規(guī)律

3、。分析了對(duì)雙缺陷進(jìn)行合并處理計(jì)算塑性極限載荷的保守性，表明使用本文建立的雙缺陷管道塑性極限載荷求解公式可以有效的避免合并處理產(chǎn)生的保守性，獲得一個(gè)較為準(zhǔn)確的極限載荷的評(píng)定結(jié)果。
　　(2)建立了適用于內(nèi)壓、彎矩組合加載的管道極限載荷測試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了含未焊透缺陷管道在純內(nèi)壓、純彎矩、內(nèi)壓加彎矩組合三種載荷形式下的實(shí)驗(yàn)研究，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了使用有限元方法以及理論求解公式獲得含未焊透缺陷管道極限載荷解的可靠性。
　　(3)針

4、對(duì)管道焊接接頭的不等匹配焊接問題，通過有限元分析研究了不等匹配焊接管道的失效形式以及各參數(shù)對(duì)不等匹配焊接管道極限載荷的影響，最后提出了含未焊透缺陷的不等匹配焊接管道的極限載荷解，為工程上求解含缺陷的不等匹配焊接管道的極限載荷提供便利。
　　(4)在應(yīng)力均勻分布假設(shè)下，基于凈截面的Mises屈服失效準(zhǔn)則，提出了內(nèi)壓、彎矩以及內(nèi)壓和彎矩組合載荷作用下含未焊透缺陷厚壁管道的極限載荷解，并將厚壁管道極限載荷解及薄壁管道的解與有限元結(jié)果進(jìn)行