外压下非对称腐蚀管道的垮塌理论研究（英文）

摘要

目的：腐蚀缺陷削弱管道的极限承载外压。本文旨在探讨非对称腐蚀形态下管道极限外压的理论计算方法。创新点：1.建立非对称腐蚀管道在外压下垮塌的非齐次微分控制方程；2.通过摄动法技巧，给出初始变形的显式表达；3.深入讨论薄膜可压缩性对垮塌压力的影响。方法：1.通过理论推导，构建非对称腐蚀缺陷下管道变形的控制方程；2.采用摄动法和对称算子方法，分析变形和压力的关系；3.通过任意小李雅普诺夫半解析方法，求解齐次和非齐次微分控制方程，对任意壁厚分布具有一定的适用性。结论：1.理论计算结果和有限元计算结果基本一致；2.不对称参数对变形有较大影响；3.基于欧拉-伯努利假设的连续性条件较为复杂，但是简化连续性条件是可行的；4.薄膜拉伸性严重影响初始变形；5.半解析方法总是收敛的，同时同伦分析法中收敛控制参数应该在（-2, 0）取值。