压力容器表面裂纹疲劳扩展的数值计算

材料开发与应用, 2013, 28(5): 95-100.

压力容器表面裂纹疲劳扩展的数值计算

常磊 ^1, , 邓春锋 ^2, , 任方杰 ^3, , 邵飞 ^4, , 武春学 ^5, , 梅鹏程 ^6,

1.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

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3.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

4.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

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6.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

基金项目: 基础科研项目(JK110102)

关键词：数值计算 , 疲劳裂纹扩展 , FRANC3D

Numerical Simulation of Fatigue Crack Growth on the Pressure Vessel's Surface

CHANG Lei ^1, , DENG Chun-feng ^2, , REN Fang-jie ^3, , SHAO Fei ^4, , WU Chun-xue ^5, , MEI Peng-cheng ^6,

1.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

2.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

3.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

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6.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南洛阳471023

Keywords： numerical simulation , fatigue crack growth , FRANC3D

本文通过Franc3D软件,计算了压力容器表面裂纹失稳扩展的临界尺寸及不同尺寸的初始裂纹的扩展,发现当容器表面的初始椭圆形裂纹尺寸小于3 mm×20 mm及5 mm×10 mm时,在裂纹穿透壁厚之前,裂纹尖端的应力强度因子都小于压力容器用钢的断裂韧性KIC,故该裂纹不会发生失稳扩展,且上述两个初始裂纹穿透容器壁厚时的循环载荷次数分别为40 688、45 560次.

参考文献

[1]	刘斌,沈士明.基于FRANC3D的三维疲劳裂纹扩展的数值模拟[J].煤矿机械,2007(12):52-54.
[2]	刘斌,沈士明.基于FRANC2D的疲劳裂纹扩展数值模拟[J].中国制造业信息化,2007(15):32-34.
[3]	罗先登,杜厚益.高强钢制轻型高压气瓶[J].钢管,2000(03):49-50.
[4]	肖纪美.金属的韧性及韧化[M].上海:上海科学技术出版社,1980:117.
[5]	褚武扬;肖纪美;林实.关于表面裂纹的研究[J].力学学报,1979(03):294.
[6]	邓彩艳 .焊接压力管道“先漏后断”评定理论及应用研究[D].天津大学,2006.

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