正交各向异性含局部减薄管道极限载荷分析开题报告
2020-05-07 21:37:16
1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)
文 献 综 述 1.1、研究背景与意义 压力管道是过程工业生产和运输中广泛应用的具有较大潜在风险的特种设备。
目前,压力管道在很多行业中都有应用,且几乎都承受内压和外载荷的作用,与此同时,其工作环境也是非常恶劣。
压力管道遍布石油、化工、电力、冶金等工业领域,担负着输送易燃、易爆、高温、高压、有毒和放射性介质的重要任务,这些行业在国民经济生产生活中占据着重要位置,一旦发生危险,人民的生命财产将受到巨大损失,后果不堪设想。
2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案
2.1、研究内容 本课题主要研究内容为分析求解正交各向异性含局部减薄缺陷压力管道的极限承载力,考虑管道的局部减薄缺陷以及管道材料的各向异性,分别对管道在内压以及内压和弯矩联合荷载作用下的极限载荷解析解进行推导,并利用有限元方法计算各向异性管道的极限载荷。
由于不同载荷对应的规则并不相同,所以在求解缺陷管道极限承载力时要具体问题具体分析,具体内容如下: (1)纯内压载荷作用下缺陷管道极限承载力研究 根据现有的安全评估标准:asme b31g;rstreng 0.85dl;dnv rp-f101;shell-92;pccor,对厚壁缺陷管道的极限承载能力进行评估,并使用数值方法进行验证,比较各安全评估准则的适用性; 根据弹塑性力学的理论知识,推导纯内压作用下各向异性局部减薄厚壁管道的极限承载力的理论公式,分析对应的有限元模型,将理论结果与数值结果进行对比; 通过有限元方法分析不同参数对缺陷管道极限承载力的影响,如局部减薄缺陷的位置,缺陷深度,缺陷长度,缺陷宽度,管道径厚比,材料的各向异性参数,本构关系等; 考虑管道材料的性质,将纯内压作用下正交各向异性缺陷管道的极限承载能力与各向同性缺陷管道的极限承载能力进行对比。
(2)内压、弯矩联合载荷作用下缺陷管道极限承载力研究 基于净截面准则与hill屈服准则,考虑材料的各向异性,推导内压弯矩联合载荷作用下含缺陷管道极限承载力的理论公式,并与数值结果进行对比; 利用有限元方法对理论公式进行验证,讨论上述参数在联合载荷作用情况下对缺陷压力管道极限承载力的影响; 考虑材料的各向同性,将联合载荷作用下各向同性缺陷管道的极限承载力分析结果与各向异性结果进行对比。