含半椭圆裂纹厚壁不锈钢弯管在内压作用下的弹性性能
1. 含半圆柱体从表面裂开厚壁不锈钢板不锈钢弯头的弯曲应力分布点
文献对光滑厚壁不锈钢弯管在300 MPa 内压力作用下进行弹性有限元分析后发现,管的内侧内壁点的Mises应力最大,外侧外壁点的 Mises应力最小,按发生屈服的易难程度排序的结果是:内侧内壁>外侧内壁>内侧外壁>外侧外壁。下面分别给出表4-4初始参数下光滑弯管和含半椭圆裂纹不锈钢弯管的应力分布图,进行比较说明。
用计算方式探讨,图4-13提供平滑304不绣钢弯头Mises承载力生长,由图应该判断,平滑304不绣钢弯头的非常大Mises承载力造成在304不绣钢弯头侧壁,其值一般选择328 MPa,乘以涂料的抗拉值800 MPa,不大值造成在304不绣钢304不绣钢弯头直管道后部,其值一般选择46MPa.其他的空间区从有颜色应该判别出,与论文参考文献阐释的规律性相等,即304不绣钢弯头里侧侧壁为最简单抗拉地段,其附过的Mises 承载力均不大。图4-14为含半正方形裂痕时的Mises 承载力生长,304不绣钢弯头后侧大规模的深淡灰蓝色空间区分属极低承载力值46 MPa,实物大规模的浅淡灰蓝色空间区分属承载力值184MPa,原因分析304不绣钢304不绣钢弯头大规模不现实存在抗拉,操作现状分析优良。可随着裂痕的现实存在,304不绣钢弯头的承载力造成重生长,从前承载力相对来说性不大的里侧侧壁和后侧侧壁的承载力趋近同样,里侧侧壁和后侧侧壁的承载力也趋近同样,可相对来说性侧壁变小1个次数级。
图4-15提出了龟裂体Mises地剪切力比区域,从该图还可以得知,更大Mises地剪切力比1290 MPa 造成在不锈钢弯管侧壁龟裂的自在漆层处,最后大地剪切力比造成在龟裂难忘点,其数值1080 MPa,在龟裂前缘符近造成位置的弹塑性区(红褐色的区域),但区域尚小。
图4-16裂口前缘Mises扯力分布点,是做的0~180°切开扯力云图,从图上就可以清晰可见分辨,裂口前缘上从裂口独立表面上到裂口颇深点,红色的由浓转淡,解释裂口前缘附近商场的奇特扯力场尺寸大小是随圆形裂口坡度的改变而改变的。
上述讲到来讲,会做出以内报告的格式:线粘性经济条件下,平整弯头和含半圆锥体形刮痕厚壁弯头的 Mises 地内应力比比地域分布图制作是有有很大不一样于的。刮痕的会有会引致地内应力比比重地域分布图制作,极大程度地内应力比比发生了在刮痕前缘旁边,且刮痕优质外壁处会发生了极大程度奇幻地内应力比比。圆锥体形刮痕前缘上地内应力比比的大小不一样于,近年来角度来的變化而變化。
2. 热应力难度细胞K1的解微分方程
基于对含半正方形龟裂接管的定性分析技术 ,对K1后果太大的因素分析具体有:R./R;(径比),c/t(层次比),c/a(图行比),K(弯折变形回转半径比),φ(龟裂角)、P;(途径压力差)。对於本文搭建的局限元建模方法,选出5组局部变量代入也事业编的APDL系统命令文档来进行来统计,来统计达到的没想到记入一下表4-4~表4-8中,K1的单位名称均为MPa·m1/2。
(1) 假定不变的参数:K=3、R0/Ri=3/2、t=0.2、c/a=0.5、Pi=100MPa
(2) 假定不变的参数:K=3、R0/Ri=3/2、t=0.2、c/a=0.5、Pi=100MPa
(3) 假定不变的参数:K=3、R0/Ri=3/2、t=0.2、c/a=0.5、Pi=100MPa
(4) 假定不变的参数:K=3、R0/Ri=3/2、t=0.2、c/a=0.5、Pi=100MPa
(5) 假定不变的参数:K=3、R0/Ri=3/2、t=0.2、c/a=0.5、Pi=100MPa
3. 应力应变力度成分的操作原则及變化规率
本小节将对以上的q组电子表格的K1值,讲解其在不规则静水压力目的下随引响条件的变现现状,归纳总结出一些的法则。
a. 图4-17给于的是不是同c/t取值下K1值随φ的波动关心图
从产品参数来,在静水压力反应100 MPa反应下,K1的值最窄为48.15,最明显可是过133.73,的延长仅1.78倍。沿方位角纵轴了解可察觉到,K1值随clt的一直增强而一直增强,且一直增强相对比较的而言较多,这原因分析随之半圆弧纹裂的短半轴在管壁朝向越长(即纹裂的深层次越长),K1值越大,弯头会越变越不安全的。沿方位角横轴了解可察觉到、随纹裂的视角的一直增强,K1值先降后增,在大至40°处产生一波三折,且纹裂在0°时的K1过于在90°时的值。这类原因分析在纹裂前缘的不相同地址,压力怪异成度没有相同的,在45°地址处相对比较的而言太弱,在弯头壁内纹裂人身人权面最弱,在纹裂深层次朝向90°地址相对比较的而言弱于。总体性而言,随之c/t的一直延长、K值会一直一直增强且在弯头壁内人身人权面就会产生最明显值。
从整体的结果了解,在压力效果100MPa效果下,K1的值最长为62.03,最主要又不过100.60,的增长仅62%.沿大地经纬度纵轴观擦K1值随cla的不同需要出现 ,K1值的不同原则与c/t情況下的单调无趣添加并不一样的,可是系统分割间的不同。在φ=0~45°差值内K1值随cla的添加是在添加的,而从45°定位着手到90°定位相互间,随c/a的添加K1并不断下降的。这就代表,c/a较小(即正方形较扁)时,裂缝高度方法的K1值其主导地位者效果,裂缝公民权漆层的奇特内能力场不强;而cla较大的(即正方形较圆)时,裂缝公民权漆层的K1值其主导地位者效果,纹深方法的奇特内能力场不强,裂缝可能性延着正方形长半轴方法发展。沿大地经纬度横轴观擦需要出现 类似的原则。总体布局总的来说,c/a对K1值的的影响原则是:从正方形较扁向正方形较圆优化的过程中 中,裂缝公民权表面的内能力奇特场慢慢增强,而纹深定位的奇特场慢慢减短,40°处K1值规格最基本一样的。
(3)图4-19求出的并不同R./R;取值下K1值随φ的變化关心图
观察发现,当R./R;=10/9时K1值最大达到504,当R./R;=2时K1值最小达到21,大小竟相差480,这充分说明,R./R;对K1值的影响是很大的。R./R;这一参数间接反映了管道壁厚情况,数值越大说明管道的壁越厚。同样的方法,沿坐标纵轴观察可以发现,随着R./R;的增大,K1值均单调递减,且减小的幅度很大。这充分说明不锈钢装饰管弯管的壁越厚,裂纹附近应力奇异的程度越低,换言之,弯管就越安全。沿坐标横轴观察的结果是,不同R./R;下的K1值随着角度增大变化不明显,R./R;的数值越大,曲线越趋于缓和。
根据经验,不锈钢装饰管弯管内压越大,K1值应该越大,从图中可以明显看到这一规律,K1确实随着P的增大而增大,且与内压的增长倍数基本相同。角度变化规律是,K1的值先下降后略有增长,在大约40°处出现转折。
(5) 图4-21如下的是同K取值下K1值随φ的变化规律有关图
K是弯曲半径与不锈钢弯管外径的比值,K越大,曲率越小,弯管弯曲的程度越小,过渡更平缓。沿坐标纵轴观察可以看到,随着K值减小K1的值不断增大,这说明铝合金弯管弯曲程度越高,裂纹前缘附近的应力奇异程度就越高。沿坐标横轴观察可以发现,随着角度的不断增大,K1的值先降后增,在大约40°处出现转折。
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