X80埋弧焊管焊接接头冲击韧性数值研究.pdfVIP

焊管 ．第34卷第4期．2011年4月 ●试 验 与 研 究 X80埋弧焊管焊接接头冲击韧性数值研究 张建勋 ，杨中娜 ，熊庆人 ，郑 莉 (1．西安交通大学 金属材料 国家重点实验室 ，西安 710049； 2．中国石油天然气集团公司管材研究所 ，西安 710065) 摘 要：针对管线钢埋弧焊焊接接头的冲击韧性 问题，采用 CCT图和温度场结合法预测了埋弧 焊接 HAZ组织，结合显微硬度确定了HAZ力学性能，利用有限元法ANSYS／LS—DYNA显式动 力学分析软件 ，建立了冲击试验过程的实体模型，并对焊接接头动态冲击过程进行 了数值模拟。 分别计算 了缺 15,位于焊缝、HAZ以及母材时的冲击过程 中的吸收功 ，分析 了冲击韧性的变化。 关键词：X80管线钢 ；螺旋埋弧焊管；焊接接头；动态冲击；数值模拟 中图分类号 ：TG113．254 文献标志码 ：A 文章编号：1001—3938(2011)04—0012—05 NumericalSimulationofW eldingJointsImpactToughnessforX80 SubmergedArcW eldedPipe ZHANGJian—xun，YANGZhong—na，XIONGQing—ren ，ZHENGLi (1．StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials，XianJiaotongUniversity，Xian710049，China； 2．CNPCTubularGoodsResearchInstitute，Xian710065，China) Abstract：Aimatimpacttoughnessofsubmergedareweldedpipeweldingjoints，itpredictedHAZstructureofsub— mergedareweldingthroughCCTchartandtemperaturefield，determinedHAZmechanicalpropertycombinedwithmi— crohardness，establishedentitymodelin impacttestbyusingfiniteelementdynamicanalysissoftwraeANSYS／LS— DYNA，andcarriedoutnumericalsimulationfordynamicimpactprocedureofweldingjoints．Theabsorbedenergieswhich groovelocatedinweld，HAZ andbasemetalwerecalculatedsepraately．Italsoanalyzedthevraiationofimpacttoughness． Keywords：X80pipelinesteel；SAWH；weldingjoints；dynamicimpact；numericalsimulation 0 前 言 Hopkinson压力杆试验研究高应变率情况下加载 速度对材料动态断裂韧性的影响 J。虽然人们 随着我 国石油天然气高压 、长距离 、大直径管 用试验方法研究了不同材料动态加载下的断裂机 道输送技术 的发展 ，X80管线钢 已成为西气东输 理，但仍难以理解断裂的瞬态行为。随着计算机 管道的主要材料。油气管道输送压力的不断提 技术的发展，人们开始仿真模拟冲击动力学的整 高，管径的不断增大，使管道断裂的风险也越大。 个过程，从而更好地分析材料的动态响应。 管线钢埋弧焊接过程是一个极不均匀的热过 非线性有限元法已被广泛地应用在分析裂纹 程 ，伴随着复杂的物理、化学 、冶金反应，存在着各 的动态断裂行为上。Mott在 1948年第一次定量 种缺陷以及组织