压力容器焊接接头结构完整性评定方法研究

本文就EPRI工程方法扩展应用于压力容器焊接接头的缺陷评定,进行了可行性研究,并就评定中面临的一些诸如残余应力的影响,材料不均匀体,小裂纹等等的特殊问题,提出了切实可行的处理方法。在此基础上编制出评定软件。     

纤维增强PE材料增韧效果的研究

以聚乙烯(PE)材料为基体,应用玻璃纤维随机或定向分布,增加材料的强度、刚度和断裂韧性,是发展高压大口径复合材料天然气管道的需要。本文基于PFRAC程序的动态断裂分析能力[1],增加了各向异性材料的本构条件,发展了对纤维增强复合材料未开裂和开裂管道的计算功能。由力学性能的试验结果,提供了材料的本构关系,对未开裂和开裂的管道进行了计算分析。结果表明,PE管道经纤维增强之后,与纯PE材料的管道相比,其环向位移下降到53%(纤维随机分布)~5%(纤维沿管道轴向80度分布);裂纹驱动力相应下降到50%~17%,充分反映了纤维对PE材料的增强和增韧效果。     

管道环向裂纹在简单加载下的撕裂失稳与塑性失稳研究

本文建立了管道环向贯穿裂纹在简单加载下撕裂失稳与塑性失稳应力的近似关系式,研究结果表明：对于管道环向贯穿裂纹,其在简单拉伸下的撕裂失稳与塑性失稳的应力比,和在纯弯加载下的斯裂失稳与塑性失稳的应力比,近似相等,并已通过实际裂纹构形的具体评定计算,得到证实。根据管道环向贯穿裂纹与表面裂纹有相似的加载模式和相近的破坏机制,上述结论可以推广应用于管道环向表面裂纹,其精度满足工程评定要求,对于管道环向表面裂纹J积分近似表达式的建立,将起到重要作用。     

压力容器接管角裂纹弹塑性断裂的工程分析方法研究

文中系统地研究了接管角裂纹二维平板模型的Ｊ积分全塑性解，新建立了以应力强度因子形状系数β为主导的全塑性解表达式；通过对式中塑性因子ω的特性分析，结合接管角二维模型与准三维模型的数学相似性对比，获得了依赖于二维模型解的准三维模型全塑性解。评定结果表明：使用准三维模型全塑性解可提高容器承压能力１０％～２０％，从而克服了二维平板模型解预测的保守性。     

基于延性撕裂的“PD6493高级评定方法及EPRI方洁”的优化评定和应用对比研究

本文从工程应用角度重点研究了考虑延性撕裂的英国ＢＳＩＰＤ６４９３高级评定方法及美国ＥＰＲＩ工程方法。作者所建立的优化评定方法，分析简单，概念清晰，克服了传统图解方法的繁琐和不确切。对比表明：修订的ＰＤ６４９３高级评定法（１９９１）与ＥＰＲＩ工程方法具有相似的精度水平。因而，利用两种延性撕裂评定方法所获得的结果，都是可以信赖的。     

压力容器及管道LBB评估技术中的裂纹扩展稳定性分析方法

本文简要地回顾了破前漏（LBB）评估技术中裂纹扩展稳定性分析方法在国内外的研究和应用现状，指出了当前在LBB弹塑性断裂分析中的某些不足；作者在少量的有限元全塑性J积分数值解的基础上，构造和提供了完整的环向贯穿裂纹在复合加载下的全塑性J积分数值解；提出了复合加载下裂纹扩展稳定性分析技术；同时，对典型结构材料，建立了能反映结构的不同破坏机制且便于工程应用的G-因子表；上述研究成果将对LBB评估技术在工程中的实际应用起到重要作用。     

LBB稳定性研究的可靠性分析及临界裂纹长度计算

对当前工程计算领域的各种LBB稳定性研究方法进行了深入的可靠性分析,发现:形变塑性失效评定图法(DPFAD)和PD6493改进分析方法忽视了外加荷载的加载曲线的非直线性问题;而J积分撕裂模量汇交方法(J-T)所忽视的则是J积分加载曲线的非直线性问题。这些不足使得上述几种方法在理论上只能成为近似解法。而优化方法[1]由于不依赖于任何假设和几何原理,所以在精度上远远高于这些近似方法。基于上述分析,将对各种稳定性研究技术通过实例进行深层对比,并对作为稳定性分析反问题的临界裂纹长度计算进行了工程实例的验证。     

压力容器及管道LBB稳定性分析的工程估算方法

本文依据文献［１］所建立的管道环向裂纹在简单加载下的撕裂失稳与塑性失稳应力的近似关系式,构造了复合加载下撕裂失稳与塑性失稳应力的工程近似关系表达式：并针对４种材料、４０种裂纹构形工况,进行了失稳评定计算：经与文献［２］提出的精细分析方法所得的结果对比,一般偏离不超过４％,满足了工程评定要求,鉴于ＬＢＢ稳定性分析的工程估算方法易于被非专业人员掌握和接受,并能省时省力,预计将能对ＬＢＢ评估技术的发展起重要的作用。     

国内外“延性断裂评定”的各种实施方法及其可靠性研究

文章对压力容器及管道的延性断裂评定,评述了各国的不同实施方法,其中有EPRI的J~T稳定性评定图方法（美国）、PD6493／91失效评定图切线方法（英国）、相容应力的极值方法（中国）以及J~T曲线汇交方法（PressureVesselandPipingCodes）等。本文对个别评定方法的失当和不足进行了论证分析和对比计算,推荐了最佳的评定方法。推荐的方法便于微机操作,概念清晰,直观性强,可获得高可靠度的失稳预测。