石油工业油气管道运行环境复杂,管道焊缝开裂是其最主要的失效方式之一,管线钢发生的断裂一般均为延性断裂,延性断裂一旦发生,裂纹将会逐步扩展,直到造成灾难性事故。因而开展在役检测管道焊缝裂纹扩展的关键科学问题研究具有重要意义。当管道焊缝存在裂纹缺陷时,在流体冲蚀下,裂纹扩展速度急剧加快,导致漏磁检测时管道焊缝内壁缺陷空间接触面与输送流体之间产生流固耦合作用,并伴随着磁力场的多场耦合问题。在此背景下,本文基于漏磁法(magnetic flux leakage method,MFL)与虚拟裂纹闭合技术(virtual crack closure technology,VCCT)对油气管道焊缝裂纹扩展进行了有限元仿真及分析,建立不同环向位置、不同径向位置的油气管道焊缝外壁单裂纹、管道焊缝内壁单裂纹、管道焊缝共线多裂纹、管道焊缝环向对称多裂纹4种模型。随着流体压力的动态施加,采用虚拟裂纹闭合技术对管道焊缝裂纹进行扩展计算,并以上述4种模型作为研究对象,研究随着管道焊缝裂纹动态扩展导致的漏磁行为的流固磁多场耦合算法。研究步骤为先对裂纹扩展过程中的每个流体压力载荷步结果进行提取,再根据提取结果中的扩展变形量,实时更新节点坐标,并对裂纹位置处网格进行重构,循环进行裂纹扩展计算和磁场分析。基于本文所建立的模型与算法,能够实现表征在役管道焊缝裂纹的扩展程度,判断管道焊缝损伤的危险等级,可为指导实际管道安全评估提供理论依据。