20101106SIF应力增大系数.pdf

PiPipe StStress AAnallysiis UUsiing CAESARCAESAR IIII SIF应力增大系数 金红伟 AECsoft 6-Nov-10 应力增大系数应力增大系数SIFSIF是什么？是什么？ 应力增大系数是什么应力增大系数是什么？？ 考察二次应力（位移应力范围）的计算公式可以看到，当管 道结构形状发生急剧变化时，位移应力范围的计算值与直管 相比有所增加相比有所增加。对于平滑过渡的弯头和弯管对于平滑过渡的弯头和弯管，主要是由于受主要是由于受 弯后管道出现扁平化，使抗弯刚度有所减小。对于斜接弯管 或支管或支管连接接，位移应力范围增加的位移应力范围增加的主要原因是由于几何不要原因是由于几何不连 续产生的应力集中。上述两种情况都将导致材料抗疲劳能力 有所削弱，对疲劳破坏产生不利影响。二次应力校核主要是 为了防止疲劳破坏为了防止疲劳破坏，因此为了考虑这种效应因此为了考虑这种效应，在进行二次应在进行二次应 力校核时引入了应力增大系数。 应力增大系数是什么应力增大系数是什么？？ 疲劳对管道的影响详见A.R.C. Markl 疲劳试验 A.R.C.Markl 在20 世纪40 年代到50 年代期间研究了管道的疲劳破坏断裂 现象，并于1953 年公开发表了其研究结果（管道柔性分析），他采用对 不同弯曲应力产生的循环位移法不同弯曲应力产生的循环位移法，对大量的不同管子结构进行了试验对大量的不同管子结构进行了试验((直直 o o 管，各种管件，如90 弯头，45 管头，无补强之通，焊接三通等)，他发 现他的实验结果符合疲劳曲线形式。 (M/Z)(SIF) 6N-0.2(1.25(S + S ) – S ) c h l 6-Nov-10 应力增大系数是什么应力增大系数是什么？？ 6-Nov-10 一些管件在施加等量载荷条件下相对于管道或其它管件更快失些管件在施加等量载荷条件下相对于管道或其它管件更快失 效—疲劳失效位置 管道连接处引发的失效，弯头和管道交叉部位。 MarklMarkl’ss试验验证了这些疲劳失效的原因试验验证了这些疲劳失效的原因。。 6-Nov-10 元件疲劳元件疲劳 MarklMarkl试验采用对不同弯曲应力产生的循环位移法试验采用对不同弯曲应力产生的循环位移法，对大对大 o 量的不同管子结构进行了试验(直管，各种管件，如90 弯 o 头头，，4545 管头管头，，无补强三通无补强三通，，焊接三通等焊接三通等))，，他发现他的实他发现他的实 验结果符合疲劳曲线形式。归纳并绘制了各种管件应力对 应其循环次数的曲线 6-Nov-10 弯头失效弯头失效 弯头椭圆变形 弯头的变形使得管道柔性 加大 弯头的失效点在图示处失 效快于管道和弯头连接的 焊缝位置焊缝位置 6-