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题名长输油气管道环向表面裂纹扩展特性研究
被引量：1
- 1
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作者
曹敏
汤历平
王锡军
王佳
肖开阳
孙莹
初炳军
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机构
西南石油大学机电工程学院
中国石油青海油田地面集输工程公司
青海油田培训中心
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出处
《石油机械》
北大核心
2024年第12期125-133,共9页
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基金
全国总工会补助项目“油气管道腐蚀机理及防腐措施研究”(2016-2901)。
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文摘
长输油气管道在复杂载荷作用下失效问题频发,甚至出现因裂纹而泄漏等现象。为研究长输油气管道中环向表面裂纹的扩展特性,以含表面裂纹的长输油气管道为研究对象,基于围线积分法计算了长输油气管道表面裂纹尖端的J积分,基于扩展有限元法(XFEM)模拟了环向表面裂纹的扩展过程,同时分析了裂纹尖端张开位移(CTOD)的变化特性。分析结果表明:相较于内压,轴向载荷对环向表面裂纹的扩展有更大的影响;在相同载荷下,长输油气管道中内裂纹的扩展速率比外裂纹的扩展速率大;在裂纹扩展过程中,初始裂纹首先沿环向扩展演变成椭圆形裂纹,当裂纹长深比达到一定值后,裂纹沿与椭圆形裂纹尖端垂直的方向快速扩展,此阶段扩展速率远大于形成椭圆形裂纹的阶段。研究结果可为分析长输油气管道裂纹与断裂提供参考。
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关键词
长输油气管道
环向表面裂纹
J积分
裂纹扩展
裂纹尖端张开位移
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Keywords
long distance oil and gas pipeline
circumferential surface crack
J-integral
crack propagation
CTOD
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分类号
TE832
[石油与天然气工程—油气储运工程]
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题名含环向表面裂纹圆柱壳的波传播特性研究
被引量：2
- 2
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作者
朱翔
李天匀
赵耀
刘敬喜
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机构
华中科技大学交通科学与工程学院
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出处
《力学学报》
EI
CSCD
北大核心
2007年第1期119-124,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(50375059).~~
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文摘
研究了振动波在含有环向表面裂纹的无限长圆柱壳中的传播特性．圆柱壳体的振动用Flugge方程来描述．运用线弹性断裂力学的理论,考虑到裂纹的张开、滑移和撕裂3种模式以及它们相互之间的耦合,利用分布的线弹簧来模拟裂纹并建立了裂纹所在区域的局部柔度矩阵,得到由此引起的附加位移和壳体中内力之间的关系．在入射波已知的情况下,根据裂纹两侧区域的位移和内力的连续性条件得到了反射和透射波的幅值系数．分析了入射波通过裂纹后的透射、反射系数与激励频率和裂纹尺寸之间的关系．为基于振动功率流方法识别圆柱壳表面损伤提供了理论基础．
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关键词
圆柱壳
环向表面裂纹
线弹簧模型
局部柔度
振动波
损伤探测
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Keywords
cylindrical shell, circumferential surface crack, line spring model, local flexibility, vibration wave, damage detection
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分类号
O327
[理学—一般力学与力学基础]
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题名含环向表面裂纹充液圆柱壳的耦合振动特性分析
被引量：4
- 3
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作者
金超超
朱翔
李天匀
方敏
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机构
华中科技大学船舶与海洋工程学院
湖北省船舶与海洋工程水动力学重点实验室
高新船舶与深海开发装备协同创新中心
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第23期71-77,共7页
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基金
国家自然科学基金(51479079)
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文摘
对含环向表面裂纹有限长充液圆柱壳的耦合振动特性进行了研究。在经典薄壳理论中引入基于断裂力学的线弹簧模型来模拟环向表面裂纹;根据理想流体在柱坐标系下的Helmholtz波动方程,通过添加流体载荷项建立了圆柱壳的耦合振动控制方程,采用波传播法描述耦合系统的振动;经优化迭代法有效地计算对应特定固有频率的轴向波数,在此基础上迭代计算满足特定边界条件和裂纹位置连续性条件的固有频率值。为验证方法的准确性,将计算模型分别退化为真空中完善圆柱壳,真空中裂纹圆柱壳,充液完善圆柱壳,三种情况与文献及有限元方法结果进行对比,验证了方法的准确性;讨论了裂纹深度和裂纹位置参数对圆柱壳固有频率改变的影响。
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关键词
耦合振动
充液圆柱壳
环向表面裂纹
线弹簧模型
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Keywords
coupled vibration
fluid-filled cylindrical shell
circumferential surface crack
line spring model
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分类号
TH212
[机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名带环向表面裂纹矿用钻杆静扭试验及应力场分析
被引量：4
- 4
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作者
王想
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机构
中煤科工集团重庆研究院有限公司
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出处
《煤炭工程》
北大核心
2017年第6期99-102,共4页
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文摘
为了研究表面环向裂纹对矿用钻杆性能的影响,基于弹性断裂力学理论对问题进行分析,对含有不同长度和深度环向裂纹共9根钻杆进行了静扭试验,得到了钻杆断裂扭矩和裂纹的开裂角。试验结果表明:在裂纹尺寸较小时(长10mm、深2.5mm),裂纹不易扩展;裂纹开裂角在10°左右,随着裂纹深度的增大开裂角有增大趋势;裂纹长度或深度中某一参数较大时,随着另一参数的增大,钻杆断裂扭矩急剧减小。使用有限元数值模拟方法再现了裂纹开裂前裂纹附近的应力分布情况,并得出结论。这些结论对钻杆的设计及现场事故处理具有指导意义。
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关键词
钻杆
环向表面裂纹
静扭试验
有限元数值模拟
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Keywords
drilling rod
circumferential surface crack
static torsion test
finite element method
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分类号
TD421
[矿业工程—矿山机电]
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