我国正处于天然气管网时代,管网覆盖人口超过5亿人,是世界上覆盖人口最多,辐射地域面积最广的天然气管网。维持高水平的管道完整性和可靠性是确保管网系统安全运行的首要任务,机械损伤是导致管道事故频发最主要的罪魁祸首,凹陷缺陷又是机械损伤中最常见的类型。近年来,薄壁不锈钢燃气管道作为一种较为理想的燃气室内用管材开始在燃气行业兴起。目前,国内管道凹陷研究领域的学者大部分都是针对大尺寸油气管道上的凹陷缺陷开展研究工作,涉及小尺寸燃气管道凹陷缺陷的研究少之又少,因此,针对薄壁不锈钢这类小管径室内燃气管道上的凹陷展开研究工作是非常有必要的,这对保证天然气管网系统的安全运行具有重要意义。本文针对薄壁不锈钢燃气管道上的单纯凹陷缺陷进行了以下内容的研究:(1)在充分收集国内外文献资料的基础上,整理归纳了薄壁不锈钢管的发展现状和凹陷管道的研究现状,由此提出了本文的研究内容、技术路线及论证方法的可行性。(2)阐述了薄壁不锈钢管的基本性质、连接方式以及应用优势,并对凹陷的定义、分类以及检测技术进行了一些简要概括。对薄壁不锈钢燃气管道进行了单向拉伸和平面应变拉伸试验,得到了管材的基本性能参数及其韧性断裂准则中涉及的材料常数。(3)对工程中常见的韧性断裂准则进行归纳总结,选择出一个最适用的准则—Oyane韧性断裂准则。针对薄壁不锈钢燃气管道上存在的单个单纯凹陷,基于接触非线性理论,运用ABAQUS软件建立有限元管道模型,模拟球形施痕物按压管道形成单纯凹陷缺陷,然后基于Oyane韧性断裂准则分析了不同施痕物尺寸、不同管道尺寸以及不同运行压力作用下,凹陷深度与管道受损程度之间的关系,并运用SPSS软件对计算结果进行回归分析得到了一定适用范围的具体表达式:接着移除球形施痕物,分析了凹陷的回弹情况和凹陷区域内的残余应力情况。(4)针对薄壁不锈钢管道上存在的同轴分布的双单纯凹陷缺陷,首先通过上百次试算确定了两个合适的管长分别用于研究不受固结影响和受固结影响的两种工况。然后采用不受固结影响的管长建立一个管道模型,对管道施加两个同轴分布的对于两端固结等距的单纯凹陷,计算出8种深度情况的凹陷缺陷分别在19组不同间距下对管壁造成的Von Mises等效应力,分析了两个单纯凹陷缺陷相互作用的影响情况以及对管壁上应力分布情况的影响规律,并确定出每种深度缺陷对应的最大作用间距。再采用受固结影响的管长建立两个管道模型,分别施加两个同轴分布的对于两端固结等距和不等距的单纯凹陷,并分别计算出8种深度情况的凹陷缺陷分别在7组不同间距情况下对管壁造成的Von Mises等效应力,分析了平衡影响和不平衡影响及其管壁上的应力分布规律。在不同参数变化情况下,研究薄壁不锈钢燃气管道上的单纯凹陷缺陷,为天然气管网的安全设计和安全维护提供了一定的理论指导依据。