316不锈钢内压腐蚀管道的棘轮应变预测
摘 要
棘轮效应是循环载荷下的蠕变行为，棘轮行为的发展易引起材料的疲劳失效或变形失效。工业上的运输管道常由于腐蚀部分的棘轮变形过大而损坏，因此，正确预测材料的棘轮行为将能有效降低管道破坏发生率，有效确保运输线路的连续性。本文通过ABAQUS软件研究了常用化工运输管道材料316不锈钢的循环力学性能以及其腐蚀圆管的棘轮行为。
首先，对316不锈钢基本的力学性能进行了分析，主要研究了 316不锈钢的率相关特性以及是否具有massing效应。然后，主要分析了316不锈钢在应变控制以及应力控制循环加载下的力学响应，并通过改变加载情况，研究了平均应变、应变幅值以及加载顺序对应变控制循环加载材料的循环硬化性能的影响和平均应力、应力幅值以及加载历史对应力控制循环加载材料的棘轮效应的影响。
在腐蚀管道的棘轮行为分析上，本文利用ABAQUS软件对316不锈钢内压腐蚀圆管的棘轮行为进行了模拟，并通过不同的缺陷尺寸和管道内压建立了正交分析数据库，研究了以上变量对棘轮应变的影响。同时利用SPSS软件对模拟结果进行了多元线性回归分析，得出了316不锈钢腐蚀圆管在恒定循环外载下的棘轮应变经验公式。
本文的分析结果表明，采用有限元分析软件对材料和结构的复杂变形行为进行分析与预测具有可行性与较高的参考价值。
关键词：316不锈钢，内压腐蚀管道，棘轮效应
目 录
目 录 IV
1绪论 1
1.1研究目的及现状 1
1.2基本理论 2
1.2.1双面模型 2
1.2.2 A-F类模型 3
1.3本文的主要工作 5
2 316不锈钢棘轮效应研究 7
2.1 316不锈钢的力学性能 7
2.1.1 基本性能 7
2.1.2 机械性能 7
2.2 316不锈钢的棘轮效应 12
2.2.1 应变循环特性 13
2.2.2 应力循环特性 17
3 316不锈钢内压腐蚀管道的棘轮效应分析 21
3.1有限元模拟 21
3.1.1模型概述 21
3.1.2有限元分析 22
3.2腐蚀管道棘轮效应的影响因素 24
3.2.1 缺陷尺寸的影响 27
3.2.2 圆管内压的影响 32
3.2.3 其它因素的影响 34
3.3内压腐蚀管道的棘轮应变预测 34
3.3.1 参数的无量纲化 34
3.3.2 多元线性回归分析 36
3.3.3 误差分析 40
结 论 43
致 谢 44
参考文献 45
附 录 46
附录A 46
参考文献
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