王冉李惠荣 闻拓

（大连理工大学化工机械学院)

内压作用下斜接弯管纵向半穿透裂纹应力强度因子研究

王冉*李惠荣 闻拓

（大连理工大学化工机械学院)

采用三维有限元技术，应用ANSYS对内压作用下含纵向半穿透裂纹斜接弯管的应力强度因子进行了系统的分析。建立了三维有限元裂纹模型，对裂纹前沿应力强度因子的影响因素进行了研究，分析了不同内压下无量纲参数裂纹相对深度a/t、裂纹相对形状b/a、管壁相对厚度Do/t对应力强度因子的影响。

斜接弯管应力强度因子半穿透裂纹有限元分析管道

0 引言

石油化工生产通常是一个连续流程生产过程，而管道是生产过程中必不可少的流体输送设备。管件是管道中用于直管连接、变向、变径的零部件，主要包括弯头、三通、四通、管接头等。斜接弯管是弯头的一种，属于非标准弯头管件，用于某些不能使用标准弯头的场合，例如用于尺寸较大（公称直径DN≥300 mm）的管道。斜接弯管可用钢管或钢板卷筒拼接焊制而成。

斜接弯管可以根据施工要求进行现场焊制，经济成本较低，应用比较灵活。但焊接处常常出现缺陷，如焊缝和母材中的分层、夹渣、未焊透等。焊接区域容易产生较大的残余应力，造成焊接处出现裂纹。缺陷和裂纹的存在是引发管道低应力脆断的主要原因。

发生低应力脆断时结构的平均应力远未达到材料的强度极限，有时甚至低于屈服点就发生破坏断裂。外观没有明显的变形预兆，破坏瞬间发生，危害性极大。……