基于三维CT试样的X65钢裂纹扩展规律研究

摘要：

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=-8.2223,m=2.9664.

关键词：三维CT试样、X65钢、裂纹扩展、XFEM、应力强度因子

所属期刊栏目：44

分类号：O346.1(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金面上资助项目;工业和信息化部高技术船舶科研项目

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1-7