周向表面裂纹压力管道塑性跨塌失效的理论与实验研究（一）—塑性垮塌失效的三维弹塑性有限元分析

采用三维弹塑性有限元分析方法，探索了石油化工行业周向表面裂纹管的塑性垮塌失效特征，结果表明：周向表面裂纹管在发生净截面塑性发生裂纹前沿韧带的局部塑性垮塌，对于裂纹深度较浅的周向表面裂纹管，其塑性垮塌失效形式呈现为裂纹净截面塑性垮塌失效，净截面垮塌（NSC）准则能较好地预测其韧带局部塑性垮塌失效截荷；对于短且深的周向表面裂纹管，裂纹前沿韧带的局部塑性垮塌失效相当明显，此时净截面垮塌准则（NSC）预测其韧带局部塑性垮塌失效载荷则表现为非保守，须建立相应的韧带局部塑性垮塌失效模型来描述。     

周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(二)--韧带局部塑性垮塌失效模型

建立了周向表面裂纹管的韧带局部塑性垮塌失效准则及相应的失效模型，导出了拉弯组合加载条件下周的表面裂纹管韧带局部塑性垮塌失效载荷的理论解。与净截面塑性垮塌（NSC）模型预测结果及有限元计算结果进行了比较，结果表明：对于裂纹尺寸为a/t≥0．5及θ/π≤0．5的短深周向表面裂纹管，韧带局部塑性垮塌失效模型是合理可用的。最后，给出了便于工程应用的周向表面裂纹管韧带局部塑性垮塌失效模型及净截面塑性垮塌失效模型的适用范围。     

周向表面裂纹压力管道塑性垮塌失效的理论与实验研究(一)——塑性垮塌失效的三维弹塑性有限元分析

采用三维弹塑性有限元分析方法,探索了石油化工行业周向表面裂纹管的塑性垮塌失效特征,结果表明:周向表面裂纹管在发生净截面塑性垮塌前将发生裂纹前沿韧带的局部塑性垮塌.对于裂纹深度较浅的周向表面裂纹管,其塑性垮塌失效形式呈现为裂纹净截面塑性垮塌失效,净截面垮塌(NSC)准则能较好地预测其韧带局部塑性垮塌失效载荷;对于短且深的周向表面裂纹管,裂纹前沿韧带的局部塑性垮塌失效相当明显,此时净截面垮塌准则(NSC)预测其韧带局部塑性垮塌失效载荷则表现为非保守,须建立相应的韧带局部塑性垮塌失效模型来描述.     

基于NSC准则的周向裂纹管塑性极限载荷分析

本文基于NSC（NetSectionCollapse,净截面垮塌）准则建立了拉弯组合受载条件下周向埋藏裂纹厚壁管的塑性极限载荷状态受力模型,并由此获得了周向裂纹管塑性极限载荷的通用解。利用通用解,考察了各主要因素对裂纹管承载能力的影响,并导出了在不同受载条件（纯拉、纯弯及拉弯组合载荷）下,不同裂纹构型（表面裂纹、埋藏裂纹、穿透裂纹及复杂裂纹）的周向裂纹管塑性极限载荷计算式。     

含裂纹构件塑性失效时载荷与位移关系的闭合解

对含裂纹构件的一种失效模式(韧带屈服)进行研究.将构件位移分成线弹性位移与塑性位移.在进行线弹性位移分析时,采用断裂力学中的能量差率方法与固体力学中的余能原理.在进行弹塑性位移分析时,建立三区力学模型,在此基础上得到载荷位移关系与构件承载能力表达式的闭合解.此解与试验结果具有很好的一致性.     

周向裂纹管道在含扭转各种组合变形时的极限载荷分析

到目前为止，还没有文献给中向裂纹管道在非对称弯曲及扭转组合变形时的塑性极限载荷计算公式。文中根据净截面垮塌准则用沙堆比拟法分别求出埋藏裂纹、外表面裂纹、内表面裂纹、穿透裂纹管道发生扭转变形时的塑性极限扭矩；给出含周向裂纹薄壁管道横截面上的剪应力分布规律，其塑性极限扭矩等于一个闭口薄壁截面与一个开口薄壁截面圆环的塑性极限扭矩之和，闭口薄壁截面的壁厚为管道壁厚减裂纹深度；开口薄壁截面的壁厚为裂纹的深度。推导了各种周向裂纹管在内压、轴力、扭矩及非对称弯矩共同作用时的塑性极限载荷关系式，并由此给出其他一些组合变形时的极限载荷计算公式。本文结果可供管道安全评价时参考。     

拉,弯,扭及内压载荷下周向裂纹管的塑性极限载荷

本文提出了在轴向力、弯矩、扭转及内压联合载荷作用下含周向裂纹管塑性破坏载荷的力学模型。按ＶｏｎＭｉｓｅｓ准则可确定塑性跨塌时净截面上诸正应力值,进一步又给出了各种裂纹管道（诸如表面裂纹、穿透裂纹等）的诸塑性极限载荷表达式。本文对缺陷评定十分有用。     

脉动载荷下换热器管板接头塑性失效研究

管板接头是换热器常见失效部位,其中交替塑性失效模式缺乏研究。基于材料的多线性等向强化(MISO)本构模型,对U型管式换热器角焊缝管板接头和新型内孔焊管板接头进行了弹塑性数值模拟。通过提取管板管桥中心及管板管孔附近区域的节点的应力及应变数据,得到了在脉动递增载荷下的双向应力和应变规律。结果表明,在脉动载荷的递增加载与卸载过程中,两管板接头的残余应力与残余应变存在差异;随着脉动幅值的递增,塑性应变不断累积,为防止结构最终发生塑性失效,需对应变进行合理控制。通过分析发现管接头内缘处是较容易发生交替塑性失效的部位,在对换热器管板接头失效分析时,应重视载荷历程和焊接接头形式对管板的影响。     

内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷

弯头是管道系统中最薄弱、最容易失效的管件。研究含缺陷弯头的塑性承载能力在整个压力管道系统安全评定中占有重要地位。利用求取直管极限载荷的鼓胀系数法建立不考虑直管影响的含缺陷弯头的塑性极限载荷估算式。采用三维弹塑性有限元技术，对内压载荷作用下含纵向穿透裂纹弯头的塑性极限载荷进行系统分析。结果表明，裂纹削弱系数（PL／P LO）与厚径比（t／rm）无关，在实际工程应用中可忽略厚径比对裂纹削弱系数的影响。裂纹对长半径弯头的塑性极限承载能力影响程度明显大于对短半径弯头的。     

拉伸载荷下L形壳体的失效模式分析

对一种典型的L形壳体结构进行失效模式研究,首先对L形壳体进行拉伸破坏实验,得到结构的载荷一位移曲线,其次,采用弹塑性接触算法和自适应网格技术,对实验过程进行有限元数值模拟,数值模拟得到的载荷-位移曲线以及变形结果与实验结果相当一致,最后通过综合分析得出拉伸载荷下L形壳体的失效模式表现为局部弯矩导致的过量塑性变形失效.     

异型管件的逐次塑性成形研究

阐述无需模具的逐次塑性成形研究,半球头工具直接对紫铜管进行逐次塑性成形为例,通过控制工具的运动轨迹,探索其成形机理和最佳的成形条件。     

国际塑管创新发展论坛在宁波举行

由中国塑料机械工业协会、中国轻工机械协会主办、宁波雅卓展览服务有限公司承办、中国管道商务网协办的“2009中国国际塑料管道创新发展论坛”于2009年2月22～23日在宁波召开，大会主要内容全球金融危机下的中国塑胶管道行业如何提升抗风险能力？国家4万亿投资的宏观调控下的塑胶管道行业如何把握创新和发展的机遇？以及如何应对金融危机等各方面的挑战。     

大型管体零件加工技术研究

通过分析两相交管体类零件相贯线加工中的的难点,介绍了UG软件固定轮廓铣功能的原理与特点,并结合实例说明了利用其进行管体相贯区域加工的一般方法与步骤,实现了较为理想的加工效果.     

高密度聚乙烯塑料压力管道热板焊接头应力分布有限元分析

基于热粘弹性积分型本构关系,考虑材料性能依赖于温度变化及相变潜热的影响,利用AN SYS热-力耦合及载荷步功能模拟结晶型高密度聚乙烯(HDPE)塑料压力管道热板焊接过程,并对焊接接头的应力分布进行有限元分析,得到了环向、轴向以及径向瞬态应力分布的基本规律。采用盲孔法和锯切法测量焊后残余应力,实测结果与数值分析基本符合     

基于工程塑料件的加工研究

介绍了塑料制品的三种加工方法及工艺.时塑料零件的连接方法和表面处理工艺作了扼要说明;对塑料的主要特性.机械加工及工艺方法进行了阐述;对加工塑料制品时的冷却剂选用作了说明.     

复杂载荷下无缺陷弯管的塑性极限载荷

利用Von-Mises屈服准则,推导出内压和扭矩联合载荷以及内压、弯矩、扭矩联合载荷作用下弯管的塑性极限载荷方程式,经过简化后可得到任一单个载荷、两个或三个载荷共同作用下的塑性极限载荷,有关实验验证了理论的正确。本文为充分挖掘弯管的塑性极限承载能力提供了理论依据,也为研究有缺陷弯管塑性极限载荷提供了方法。     

无缺陷弯管的塑性极限载荷的统一解

采用双剪统一强度理论,分析等厚度薄壁弯管在内压作用下的塑性极限载荷问题,推导出塑性极限载荷统一表达式。在该表达式中,当其系数取不同的值时,就可得到按Tresca屈服准则、双剪统一屈服准则所得的结果,并能较好逼近Mises屈服准则所得的结果。     

面内开/闭弯载荷作用下压力管道弯头的塑性载荷研究

采用弹塑性有限元分析技术，将材料简化为理想弹塑性，同时考虑几何非线性影响，针对不同厚径比t／rm、相对弯曲半径R／rm和弯曲模式下有直管连接弯头的弹塑性行为进行了系统分析，在此基础上分别建立了便于工程应用的无缺陷弯头在开、闭弯作用下的塑性载荷估算式。试验研究表明本文建立的面内开／闭弯塑性载荷估算式能够满足工程实际需要。