管线钢半椭圆裂纹体的弹塑性断裂分析 (1).pdfVIP

． 32 ■ lOURNALOFJIA NGSU UNiVERSITYfNatuIatScienceEdition1 doi：10．3969／j．issn．1671—7775．2011．06．022 管线钢半椭圆裂纹体的弹塑性断裂分析 王钟羡，张瑞峰 (江苏大学 理学院，江苏 镇江 212013) 摘要：基于l，一A 双参数断裂理论，对带半椭圆表面裂纹和单边贯穿裂纹的拉伸试件进行弹塑性 断裂分析．计算并比较了X80和X100钢裂纹体在裂纹宽度相同、深度不同时的断裂驱动力．，和约 束参数A，．根据 2种钢的断裂失效曲线，对椭圆裂纹最深点及相应深度的单边裂纹进行断裂分析 比较．结果表明：椭圆裂纹深度的改变主要影响．，积分值而对约束水平影响不大；裂纹深度及 t，积 分均相同时，椭圆裂纹最深点与单边裂纹拉伸试件裂纹尖端的约束情况有较大差异，裂纹较深时， 单边裂纹拉伸试件裂尖的约束水平要高于半椭圆裂纹情形；一般情况下对这2种钢椭圆裂纹体进 行失效评估时，利用平面应变模型的计算结果会偏于保守，但对 x100钢的浅椭 圆裂纹则相反． 关键词：半椭圆裂纹；弹塑性断裂；约束；压力管道；有限元分析 中图分类号：TB12；TK222 文献标志码 ：A 文章编号：1671—7775(2011)06—0728—04 Elastic-plasticfractureassessmentforhigh-rank pipelinesteel with semi-ellipticalcrack WangZhongxian，ZhangRuifeng (FacuhyofScience，JiangsuUniversity，Zhenjiang，Jiangsu212013，China) Abstract：Theelastic—plasticfractureJ-a2methodwasperformedtostudythe semi—ellipticalsurface crackandthesingleedgethroughthicknesscracktensionspecimensofX80andX100steels．By3D and 2D finiteelementanalysis，thefracturedrivingforcesof_，一integralandtheconstraintparameters，A2of semi—ellipticalsurfacecrackwerecalculatedsamelengthanddifferentdepthsforX80andX100．Accor— dingtoJ-A2failurecurvesofthetwosteels，therfactureanalysisandcomparisonwereconductedbetween theellipticalcracksandthecorrespondingsingleedgecrackedtensionspecimens．Theresultsshow that theellipticalcrackdepthmainlyaffectsthe1一integralvaluewithslightinfluenceoncrack—tipconstraint leve1．Theconstraintsituationofthedeepestpointofsemi—ellipticalcrackandthecrack—tipofthesingle edgecrackedtensionspecimen isquitedifferentwhentheircrackdepthand)一integralaresame．Con— straintlevelonthecrack．-tipofthesingleedgecrackedtensilespecimenishighert