含局部減薄水電站壓力鋼管塑性失效機理和極限承載力研究.pdf

1、在水、泥沙長期侵蝕和沖刷下，水電站壓力鋼管表面常會出現(xiàn)局部減薄缺陷，導致壓力鋼管極限承載力降低，發(fā)生塑性失效問題，影響壓力鋼管的安全。本文在課題組以往無缺陷壓力鋼管極限承載力研究成果基礎上，針對含局部減薄水電站光面管和加勁管，開展了管道結構的塑性失效機理和極限承載力研究，主要內容為:
　　(1)從含局部減薄模型建立、增量迭代方法、收斂準則、失效準則等方面，結合已有試驗數(shù)據(jù)，研究并驗證了適用于含局部減薄水電站壓力鋼管極限承載力分析的

2、彈塑性增量有限元(EPIA)數(shù)值模擬方法，同時建議:考慮材料應變硬化進行管道極限承載力分析;采用真實應力應變曲線進行管道極限承載力分析;低強度和中高強度鋼材壓力鋼管失效參考應力分別取為0.9σ'u和σ'u（σ'u為鋼材真實抗拉強度）。
　　(2)揭示了含局部減薄水電站光面管的塑性失效機理，確定了其極限承載力的主要影響因素，建立了分別適用于低強度和中高強度鋼材的極限承載力簡化計算公式。研究表明:不同強度鋼材含局部減薄光面管失效過程基

3、本相同，但失效模式可分為三類，與材料參數(shù)和局部減薄尺寸有關;無量綱化極限承載力主要影響因素為局部減薄深度c、軸向長度a和環(huán)向寬度b，其影響程度依次降低。基于以上影響因素研究擬合得到了以不含局部減薄光面管極限承載力P0、a、b和c為變量的極限承載力簡化計算公式。
　　(3)揭示了含局部減薄水電站加勁管的塑性失效機理，確定了其極限承載力的主要影響因素，建立了相應的極限承載力簡化計算公式。研究表明:含局部減薄加勁管失效模式和光面管基本相