【摘 要】
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基于应变设计要求管线在大的纵向塑性变形情况下仍能保持服役完整性。在整个管线中,环焊缝是组织结构和性能最薄弱的位置,在管线承受塑性变形时容易首先失效。所以,往往用环
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基于应变设计要求管线在大的纵向塑性变形情况下仍能保持服役完整性。在整个管线中,环焊缝是组织结构和性能最薄弱的位置,在管线承受塑性变形时容易首先失效。所以,往往用环焊缝的拉伸应变容量代表管线的拉伸应变容量。通过评定环焊缝的延性断裂行为可以量化管线的拉伸应变容量,确保管道安全运行。本文以基于应变设计X70管线环焊缝为研究对象,通过使用有限元技术对单边缺口拉伸(SENT)试样和单边缺口弯曲(SENB)试样的应力应变状态进行了模拟分析,并分别采用多试样法和单试样卸载柔度法,通过SENT实验对基于应变设计管线环焊缝的断裂韧性进行了研究。有限元分析结果表明与SENT试样相比,SENBi式样裂纹尖端的约束度较高SENT试样的裂纹尖端约束随着裂纹深度比的增加而变大;裂纹深度比对SENT试样塑性区及裂纹尖端约束的影响随着裂纹深度比的减小,尤其是在ao/W=0.2~0.35的范围内,不断下降。相对于宽厚比B/W=0.5的试样,B=W的试样裂纹前沿较直。试验结果表明,在试样两侧加入边槽,可以使得裂纹扩展前沿变得比较平坦,从而有利于对试样裂纹扩展量的精确测量。对于单边缺口拉伸试验中的热影响区试样,通过断后试样截面进行裂尖有效性验证非常重要。多试样法单边缺口拉伸试验可测得基于应变设计X70管线环焊缝的断裂韧性阻力曲线为δ=1.39578(△a)0.78335(焊缝金属);δ=1.55338(△a)0.82175(热影响区);单试样卸载柔度法单边缺口拉伸试验可测得基于应变设计X70管线环焊缝的断裂韧性阻力曲线为δ=1.3485(△a)0.64334(焊缝金属);δ=1.60042(△a)0.70999(热影响区)。多试样法试验试验过程及数据处理相对简单,但所获得断裂韧性阻力曲线上的点较少,且存在材料不一致所产生的试验偏差。单试样卸载柔度法的试验过程及数据处理过程相对复杂,但所需试验材料少且没有材料不均匀带来的影响,得到的断裂韧性阻力曲线更为精确。
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