邵永波
- 作品数：14 被引量：34H指数：3
- 供职机构：西南石油大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程建筑科学机械工程金属学及工艺更多>>
- 应力比对服役后X56钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率的影响被引量：3
- 2022年
- 为研究服役后API 5L X56钢海底输油双层管道的腐蚀疲劳裂纹扩展速率(FCGR),分别在海水和空气环境下对管道上截取的标准紧凑拉伸(CT)试样进行不同应力比(R=0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)的疲劳裂纹扩展(FCG)试验。稳定裂纹扩展初期,在给定的应力强度因子幅值(ΔK=35 MPa·m^(0.5))下,服役后X56钢在海水环境下的疲劳裂纹扩展速率(d a/d N)约为空气中的1.64倍;随着ΔK的增大,海水腐蚀作用越来越小。综合分析应力比对海水环境下X56钢的疲劳裂纹扩展曲线的影响,结果发现:应力比对裂纹稳定扩展初期阶段的疲劳裂纹扩展速率影响较大,低应力比(R=0.1、0.2、0.3)对裂纹稳定扩展中间稳定阶段的疲劳裂纹扩展速率影响较小,高应力比(R=0.4、0.5)状态下裂纹稳定扩展整个阶段的腐蚀疲劳裂纹扩展速率明显提高。扫描电镜下CT试样的疲劳断口均为穿晶型断裂。海水腐蚀环境中,随着应力比的增大,解理断裂形成的解理台阶的晶面面积和高度差逐渐减小,疲劳断口越来越平坦,疲劳裂纹扩展方式由撕裂型向解理型进行转变。
- 高旭东邵永波邵永波钟颖罗霞飞
- 关键词：应力比疲劳裂纹扩展速率
- 碳纤维复合材料(CFRP)加固含腐蚀缺陷的TT型管节点静力性能研究被引量：3
- 2020年
- 对碳纤维复合材料(CFRP)加固含腐蚀TT型管节点进行支管轴向压力静力试验测试。为了研究加固后的效果,又对相同尺寸的未加固TT型管节点进行了试验测试。结果表明:采用CFRP对含腐蚀TT型管节点进行加固可以减小管节点相贯区域处的失效范围,缓解该处的应力集中现象,使主管表面的塑性变形和椭圆化程度得到改善;CFRP加固后管节点的极限承载力提升了22.7%,说明CFRP可有效地提高管节点的极限承载力。基于ABAQUS有限元分析软件,分别对加固前后的TT型管节点进行了仿真模拟,验证了模型(TT-1和TT-1-C)的正确性。参照海洋平台结构中所使用的TT型管节点尺寸参数范围,选取了60个不同尺寸参数的TT型管节点。利用有限元分析法,建立了不同层数的CFRP加固不同尺寸参数(支管与主管的管径比β、主管的径厚比γ)管节点的有限元分析模型。研究结果表明:采用国产碳纤维对海洋平台结构中不同尺寸参数的TT型管节点进行加固,其加固效果十分明显;当TT型管节点尺寸参数一定的情况下,随着CFRP粘贴层数n的增加,管节点的极限承载力随之提升;当CFRP粘贴层数n≥3时,84%的TT型管节点极限承载力的提高率均能达到20%以上;在保持主管外径一定的情况下,当β=0.2~0.61时加固前后管节点的极限承载力与β呈正相关,当γ=12~21时加固前后管节点的极限承载力与γ呈负相关。
- 史曼瑜邵永波杨冬平
- 关键词：碳纤维增强复合材料极限承载力
- 单层和双层足尺度海底管道抗冲击性能分析被引量：5
- 2021年
- 海底管道在服役过程中除了受到常规荷载作用外,还会受到各种意外的冲击载荷作用而失效。为了研究承受横向冲击载荷作用下海底管道的动态特性,对三个单层和一个双层的足尺度管道进行了落锤冲击试验,获得了横向冲击作用下管道的破坏形态、冲击力时程曲线、位移时程曲线及应变时程曲线。建立了分析冲击荷载作用下海底管道失效过程的有限元模型,并通过与试验结果的对比验证了模型的精确性。利用有限元模型研究了冲击高度、材料屈服强度、管道长细比和径厚比等参数对管道抗冲击性能的影响。研究结果表明:海底管道在冲击载荷作用下的破坏模式是局部凹陷处弯曲屈服,由管道的整体弯曲变形与冲击凹痕部位的局部弯曲耦合形成。与单层管道相比,双层管道由于内层管道参与抵抗冲击荷载的作用,从而具有更好的抗冲击性能。管道钢材的屈服强度的增加可有效减小冲击作用下的局部凹陷变形。
- 谢丽媛邵永波高旭东
- 关键词：海底管道抗冲击性能破坏模式
- 轴压下含凹痕海底管道残余承载力分析
- 2019年
- 设计了1组足尺度海底管道试件,包含一个凹痕管道和一个无缺陷管道,两个试件材料及几何尺寸完全相同。通过压头的径向加载在其中1个试件上产生凹痕缺陷,用来分析凹痕对管道在轴压作用下静力承载力大小的影响。通过试验测试得到了两个试件的荷载-位移曲线并确定了两个试件的承载力,对凹痕对管道承载力的影响进行了研究。在试验测试的基础上,建立了含凹痕管道在轴压下的有限元模型,分析了压头尺寸以及压头形状对其残余承载力的影响。结果表明:含凹痕管道的残余轴向承载力随着凹痕深度的增加而下降,而且凹痕宽度对管道承载力的影响也与凹痕深度有关。在相同凹痕深度下棍状压头比球形压头对管道承载力降低产生更大的影响。通过参数拟合提出了用于预测含凹痕缺陷的海底管道在轴向压力作用下的残余承载力的公式。
- 彭宁邵永波杨冬平
- 关键词：海底管道轴压残余承载力
- 16Mn钢海底管道材料疲劳裂纹扩展试验研究被引量：3
- 2018年
- 采用取自足尺度海底管道16 Mn钢制成的标准紧凑拉伸(CT)试件进行了疲劳裂纹扩展试验,利用背面应变法测量了疲劳裂纹扩展过程,并研究了取材方向和试验环境因素对疲劳裂纹扩展速率的影响,拟合出了不同取材方向与不同试验环境下Paris常数C和m。研究结果表明:试件材料取材方向对疲劳裂纹扩展初始阶段有一定影响,但对总体疲劳裂纹扩展趋势基本无影响;海水环境对疲劳裂纹扩展影响显著,且海水中疲劳裂纹扩展速率约为空气中的2倍。本文研究结果不仅可以定量分析16 Mn钢在海水腐蚀环境下与空气环境下疲劳裂纹扩展速率的差异,且能为后续基于Paris公式来预测管道腐蚀疲劳寿命的研究提供基本参数,为服役中的海底管道腐蚀疲劳问题的研究提供参考。
- 张衡镜邵永波杨冬平
- 关键词：海底管道海水环境
- 一种焊接管结构动力性能分析简化模型
- 2018年
- 在焊接管结构有限元分析中,常采用刚接杆件体系对结构进行简化分析。刚接杆件模型由于忽略了管节点部位的局部柔度,会对结构整体刚度和承载力估计偏高。为了解决这个问题,在管节点处引入一种虚拟梁单元(FBE)来模拟管节点局部柔度,并给出了确定FBE截面和材料性质的原理和方法。分别采用3D实体模型、刚接杆系模型和引入FBE模拟节点局部柔度的杆系模型对承受动力荷载的T型管桁架和含T、Y、K节点管桁架模型进行了有限元分析,结果显示:刚接杆系模型会过低地估计管结构振动幅值,而考虑节点柔度的简化杆系模型与3D实体模型的计算结果吻合很好,说明基于FBE模拟节点局部柔度的简化杆系模型在分析焊接管结构的动力性能上是可行的。
- 屠珊珊邵永波
- 关键词：动力性能简化模型
- CFRP加固含凹痕缺陷的T形管节点静力性能研究被引量：3
- 2020年
- 通过对现有的碳纤维复合材料(CFRP)加固T形管节点试验进行有限元模拟,并得到试验验证之后,将该种建模方法用于CFRP加固含凹痕缺陷的T形管节点研究,考察了CFRP对含凹痕缺陷的T形管节点加固以及修复的有效性。采用ABAQUS软件研究了含凹痕缺陷T形管节点在未经CFRP加固和采用CFRP加固后两种情况下的静力性能差异。研究结果表明:由于凹痕的出现,T形管节点的刚度和极限承载力均会产生下降,且不同尺寸的凹痕对管节点的刚度和承载力的影响不相同,凹痕的范围越大、深度越深,节点的刚度和极限承载力下降越明显。分别采用缠绕5层和10层的CFRP对含凹痕缺陷的T形管节点进行加固时,其极限承载力分别提高了16.3%和26.8%。采用CFRP加固后T形管节点的极限承载力可高于不含凹痕缺陷的未加固管节点的承载力,说明CFRP对于加固含凹痕T形管节点是有效的。
- 邵永波史曼瑜
- T型方钢管节点在高温下的临界温度及极限承载力被引量：1
- 2017年
- 建立了模拟ISO834标准火灾环境下T型方钢管节点失效过程分析的有限元模型,并通过和实验测试数据对比验证了该有限元模型的可靠性。采用建立的有限元模型分析了18个不同几何参数的T节点模型在高温下的失效过程,并研究了主管轴力大小对节点临界温度的影响。研究结果表明:T型方钢管节点在高温下失效模式主要受支管和主管直径比参数以及主管轴压力大小的影响。在此基础上,探讨了欧洲规范EC3提供的评价高温下管节点极限承载力的方法,发现基于折减的弹性模量折减因子法估算高温下T型方钢管节点极限承载力是可行的(折减系数为1.1),而其它方法由于没考虑折减P-delta效应的影响可能提供偏于危险的估算结果。
- 吕玉匣邵永波
- 关键词：T型方钢管节点极限承载力P-DELTA效应
- 含腐蚀缺陷的管道静力性能试验测试研究
- 2020年
- 为研究腐蚀缺陷对管道承载力的影响,本文分别进行了含腐蚀缺陷管道在轴压载荷、弯曲载荷以及轴压和弯曲复合载荷作用下的静力失效过程测试。通过不同载荷作用下管道的荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线来分析管道的失效模式和失效机理;通过有限元分析结果与试验测试结果验证其准确性。结果表明:腐蚀缺陷使管道在三种不同荷载作用下的极限承载力均有所下降;针对文中所研究的管道及其腐蚀缺陷,在轴压载荷作用下管道承载力下降了18.4%,在弯曲载荷作用下管道承载力下降了20.96%,在轴压和弯曲复合载荷作用下管道承载力下降了13.3%;管道中腐蚀缺陷位置的管壁厚度减小,该位置应变发展迅速,首先进入塑性屈服状态,最终导致该腐蚀位置发生弹塑性屈曲失效。
- 李康帅邵永波杨冬平
- 关键词：极限承载力有限元分析
- 碳纤维增强聚合物加固含腐蚀缺陷的YY型管节点静力性能分析被引量：1
- 2020年
- 海洋环境下的导管架平台易发生腐蚀而导致承载力下降。为了提高含有腐蚀缺陷的导管架平台的承载力,提出了采用碳纤维增强聚合物(CFRP)加固含腐蚀缺陷YY型管节点技术。通过试验测试与有限元模拟相结合的方法,对CFRP加固含腐蚀缺陷的YY型管节点在支管轴向压力作用下的静力性能进行了研究,分析了未加固节点和经CFRP加固节点在破坏模式、变形、等效屈服应力和承载力等方面的差异,详细研究了节点试件的失效机理和过程。研究结果表明,经CFRP加固后YY型管节点的极限承载力提升了40.9%,CFRP加固方法能有效延缓管节点失圆率,缓解节点部位的应力集中现象;加固节点失效时的塑性区域显著降低,CFRP约束主管变形是提高YY型管节点承载力的主要原因。本文研究结果为工程中CFRP加固导管架平台技术的推广应用提供了参考依据。
- 宋纪贵邵永波杨冬平
- 关键词：碳纤维增强聚合物失效模式极限承载力试验测试
