受環境侵蝕油氣管道軸向拉伸行為數值模擬

作者：劉鋒,楊玉超,席豐

摘要：基于蒙特卡洛理論通過數值模擬方法研究銹蝕率和壁厚分布場的標準差對管道宏觀力學行為的影響機制。首先基于隨機理論建立目標銹蝕率為15%、45%和70%,標準差為0.02、0.06和0.10 mm,共計2700個管道壁厚的非平穩隨機場;然后將壁厚隨機場映射為有限元模型單元厚度,應用考慮損傷的材料本構模型,進行對應數量的數值拉伸試驗。結果表明管道的銹蝕率和管壁分布場的標準差共同主導管道的宏觀拉伸力學行為;相同標準差下,較高銹蝕率對應的管壁更容易在薄弱位置產生應力集中,導致管道失效;相同銹蝕率下標準差的提高將加劇壁厚分布不均勻性,較低的拉伸荷載即引起薄弱位置產生損傷,并導致裂紋擴展角度和發展路徑的隨機性,從而降低管道強度和斷裂應變。

發文機構：山東科技大學山東省土木工程防災減災重點實驗室 山東建筑大學土木工程學院

關鍵詞：管道銹蝕拉伸性能蒙特卡洛模擬非線性分析pipelinecorrosiontension propertiesMonte Carlo simulationnonlinear analysis

分類號： O341[理學—固體力學]