苗 婷，苗张木，冷晓畅

（1.武汉理工大学 交通学院，武汉 430063；2.南昌大学 建筑工程学院，南昌 330031）

基于内聚力模型的X65管线钢稳定裂纹扩展研究

苗 婷1，苗张木1，冷晓畅2

（1.武汉理工大学 交通学院，武汉 430063；2.南昌大学 建筑工程学院，南昌 330031）

断裂破坏是海工结构中主要的失效模式之一。对管线钢管的断裂韧度评定以及其裂纹扩展行为的模拟研究，对于评估管道结构的安全性、结构完整性有重要的指导意义。在众多用于模拟裂纹大变形稳定扩展的理论中，内聚力模型方法（CZM），对大范围屈服的断裂行为分析十分有效。它具有强大的物理基础以及可在数值方法中逐步实现的适应性。鉴于此，文章运用CZM模型对X65管线钢双引伸计法的断裂韧度试验进行模拟，对比计算与试验结果。研究了不同CZM模型参数对模拟结果的影响，并优化了模型。用其作为计算模拟预测X65管线钢稳定裂纹扩展行为的方法，可替代部分实验来完成可靠性评估。

内聚力模型（CZM）；双引伸计法；裂纹扩展

0 引 言

断裂破坏是海工结构中主要的失效模式之一，也是结构完整性、安全性评估研究的热点问题。油气管道作为海工结构的一种，在服役过程中，受海洋恶劣环境的影响，其结构因疲劳损伤累积易萌生裂纹。在受到较大的外载荷作用下，裂纹不断扩展导致断裂失稳，最终导致结构的破坏。裂纹损伤已成为油气管线中不可避免的损伤形式之一。因此对管线钢管的断裂韧度评定以及其裂纹扩展行为的模拟预测研究，是确保结构安全运行的关键，对于评估管道结构的安全性、完整性以及剩余强度都有重要的指导意义。……