基于三维VCCT的输气管道多裂纹干涉效应研究

摘要

针对现行标准对多裂纹缺陷安全评定结果偏于保守的问题,采用基于三维虚拟裂纹闭合技术(Three-Dimensional Virtual Crack Closure Technology,3D-VCCT)的数值方法,在有限元模型有效性验证的基础上建立输气管道三维多裂纹计算模型,通过分析裂纹相互干涉作用因子η的变化,研究附属裂纹长度、深度、裂纹间距对主裂纹前缘各点的干涉效应,结果表明:附属裂纹的存在将使主裂纹应力强度因子K产生波动,K值的增大或减少取决于附属裂纹的相对位置;随附属裂纹的变化,平行共线裂纹的最强干涉效应发生在主裂纹近表面点,而一定条件下,平行共轴裂纹的干涉效应在最深点和表面点较为显著;当裂纹间的水平间距大于主裂纹长半轴的6倍时,平行共线裂纹与平行偏置裂纹的干涉效应微乎其微,可将多裂纹简化为单裂纹进行分析.本文研究结果可为含多裂纹输气管道的安全评定提供一定参考.