基于三维CT试样的X65钢裂纹扩展规律研究

余建星; 陈佰川; 王华昆; 余杨; 王昭宇; 袁祺伟

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基于三维CT试样的X65钢裂纹扩展规律研究

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海底管道是运输石油、天然气等战略资源最为安全和经济的方式,X65钢作为管道钢的主要制造材料,其稳定性和安全性备受关注。针对X65钢的疲劳裂纹扩展问题,建立三维紧凑拉伸(CT)试样的有限元模型,分别用扩展有限元法(XFEM)和专业裂纹扩展仿真软件模拟裂纹准静态和动态扩展过程,通过疲劳试验对模拟结果进行验证。结果表明:基于裂纹动态扩展的数值模拟结果更接近实际情况,通过疲劳试验测得的K值与裂纹动态扩展模拟值相差小于3%,而与XFEM和解析公式值在裂纹扩展后期相差6.8%。针对现行规范解析公式基于平面假设问题,提出一种适用于三维应力状态的标准CT试样裂尖应力强度因子计算改进公式,得到基于Paris公式的裂纹扩展速率线性拟合参数lgC=-8.222 3,m=2.966 4。

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来源
《兵器材料科学与工程》 |2021年第1期|1-7|共7页
作者
余建星; 陈佰川; 王华昆; 余杨; 王昭宇; 袁祺伟;
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作者单位

天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;

天津大学天津市港口与海洋工程重点实验室;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类断裂理论;
关键词
三维CT试样; X65钢; 裂纹扩展; XFEM; 应力强度因子;

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