基于有限元与神经网络的含裂纹缺陷管道安全性分析

摘要

油气管道在服役过程中受外界环境影响(特别是大气和土壤作用),极易发生腐蚀而在管体表面产生腐蚀缺陷。这些缺陷会对在役管道的服役安全造成严重损害,其中尤以裂纹型缺陷危害程度最大。裂纹缺陷的存在将破坏管体表面的几何连续性,改变裂纹周围的应力应变状态,最终导致管道承压能力下降,危及管道服役安全。为此,该研究首先通过有限元方法建立含裂纹缺陷的管道模型,分析在不同裂纹深度、长度和管道内压下管道裂纹处最大应力和应力强度因子K I等参量的变化规律。然后利用有限元分析获得的特征数据,采用前馈神经网络模型,建立含裂纹缺陷管道最大应力和K I的预测模型,实现对含缺陷管道最大应力状态的高效和准确预测,为管道安全性分析提供技术支持。