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基于管土作用模型的极限滑坡位移预测 被引量：2
1
作者 高建章 方迎潮 +4 位作者 李开鸿 蒋毅 甄莹 曹宇光 祖毅真 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第11期4615-4622,共8页
滑坡作为典型地质灾害之一,严重威胁埋地管道的安全运行。若能准确预测管道所能承受的极限滑坡位移,则可结合先进的滑坡监测技术对管道失效事故进行有效预判。有鉴于此,首先建立并验证了基于非线性接触的管土作用模型,之后对模型参数及... 滑坡作为典型地质灾害之一,严重威胁埋地管道的安全运行。若能准确预测管道所能承受的极限滑坡位移,则可结合先进的滑坡监测技术对管道失效事故进行有效预判。有鉴于此,首先建立并验证了基于非线性接触的管土作用模型,之后对模型参数及边界条件设置进行了讨论,最后基于形成的模拟方法研究了应力/应变准则下极限滑坡位移预测方法。结果表明:两侧设置无限边界的非线性接触管土作用模型更适用于真实滑坡工况下管道力学响应分析,可实现土体与管道大变形及管土分离的有效模拟,并可用于基于应力及应变准则的极限滑坡位移预测。本文为山区管道的安全设计及滑坡事故的防控提供了有效的技术手段。 展开更多
关键词 滑坡 管土相互作用 非线性接触 无限边界 极限位移
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基于小厚度小冲杆试验的管道钢力学性能表征 被引量：1
2
作者 方迎潮 祖毅真 +2 位作者 曹宇光 李旭阳 韩雷 《石油机械》 北大核心 2023年第2期108-114,共7页
为解决常规力学性能测试手段无法对高钢级管道局部区域材料的力学性能进行精细表征的问题,对小厚度试样小冲杆试验表征管道钢材料力学性能的经验关联方法进行了研究。对不同钢级管道钢材料分别开展了单轴拉伸试验与标准厚度试样小冲杆试... 为解决常规力学性能测试手段无法对高钢级管道局部区域材料的力学性能进行精细表征的问题,对小厚度试样小冲杆试验表征管道钢材料力学性能的经验关联方法进行了研究。对不同钢级管道钢材料分别开展了单轴拉伸试验与标准厚度试样小冲杆试验,通过两者数据关联得到了标准厚度试样小冲杆试验确定高钢级管材屈服强度及抗拉强度的经验公式。在此基础上,以X80钢为例开展了系列非标小厚度试样小冲杆试验,对经验公式进行了厚度效应修正,最终形成了基于小厚度试样小冲杆试验的高钢级管材力学性能表征方法,并进行了适用性验证。研究结果表明:考虑厚度效应的力学性能经验关联公式对于不同批次的X80钢非标小厚度试样小冲杆试验结果适用性良好;关联所得屈服强度及抗拉强度与单轴拉伸试验结果相比最大误差分别为9.87%和5.61%,均满足工程需求。研究结果可为不同高钢级管材力学性能研究提供理论基础与技术支撑。 展开更多
关键词 高钢级管道 力学性能 小冲杆试验 强度 经验公式 厚度效应 屈服强度
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贯穿型缺口小冲杆试样确定高钢级管线钢断裂韧度的研究 被引量：1
3
作者 宋明 祖毅真 +3 位作者 马帅 王炳英 曹宇光 蒋文春 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期83-92,共10页
小冲杆试验作为一种微损测试技术,在评估石油化工行业在役设备材料性能劣化方面具有广阔的发展潜力。提出了一种使用贯穿型预制缺口小冲杆试样评价材料断裂韧度的方法,以X80高钢级管线钢为目标材料,开展了小冲杆试验评价材料断裂韧度的... 小冲杆试验作为一种微损测试技术,在评估石油化工行业在役设备材料性能劣化方面具有广阔的发展潜力。提出了一种使用贯穿型预制缺口小冲杆试样评价材料断裂韧度的方法,以X80高钢级管线钢为目标材料,开展了小冲杆试验评价材料断裂韧度的研究。首先,设计一种贯穿型预制缺口试样,并进行小冲杆试验。其次,进行缺口试样的有限元模拟,结合试验数据修正模型,并确定缺口试样的最佳尺寸。最终,通过数值模拟围线积分法得到贯穿型缺口试样的回路J积分曲线,结合起裂位移确定小冲杆试验的临界断裂韧度JC(SP),同时进行标准SENB试样三点弯试验得到材料JC值,通过引入系数k建立二者的关联关系,建立使用贯穿型预制缺口小冲杆试样获得X80高钢级管线钢断裂韧度的方法。 展开更多
关键词 小冲杆试验 断裂韧度 贯穿型缺口 J积分 X80管道钢
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纳入裂尖位置实时预测的天然气管道裂纹扩展模拟方法 被引量：2
4
作者 甄莹 常群 +2 位作者 曹宇光 祖毅真 钮瑞艳 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期143-151,共9页
数值模拟是协助全尺寸管道爆破试验系统研究天然气管道断裂行为的有效手段。针对传统数值模拟方法无法随裂纹扩展实时调整裂尖前后管道内压分布导致断裂过程模拟不准确的问题,在归纳全尺寸管道爆破试验数据的基础上,提出管道裂纹动态扩... 数值模拟是协助全尺寸管道爆破试验系统研究天然气管道断裂行为的有效手段。针对传统数值模拟方法无法随裂纹扩展实时调整裂尖前后管道内压分布导致断裂过程模拟不准确的问题,在归纳全尺寸管道爆破试验数据的基础上,提出管道裂纹动态扩展过程中裂尖位置随加载时间分阶段近线性变化的基本假设,结合气体减压模型构建纳入裂尖位置实时预测的迭代加载法。在基于管道全尺寸气体爆破试验结果探究该加载方法有效性的基础上,讨论迭代次数及气体减压模型类型对模拟结果的影响,形成纳入裂尖位置实时预测的天然气管道裂纹扩展模拟方法。结果表明,该模拟方法可有效实现加载边界随裂纹扩展的实时更新,近似实现气体减压、管道变形与裂纹扩展的多场耦合,模拟所得断裂参量、管道变形与试验结果一致性较好。 展开更多
关键词 天然气管道 延性断裂 迭代加载 气体减压模型 Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)模型
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