[发明专利]一种用于海底管道工程临界评估的优化参考应变方法

摘要

本发明公开一种用于海底管道工程临界评估的优化参考应变方法，基于有限元分析，引入了f因子，寻找到了断裂响应J/σ0t和名义应变εn之间的关系。结合Ramberg‑Osgood材料本构关系和参考应变法失效分析曲线方程经过一系列的推导，最终得到了参考应变的解析表达式，从而优化了参考应变法，实现了更准确的工程临界评估。

主权项

1.一种用于海底管道工程临界评估的优化参考应变方法，其特征在于，按照下述步骤进行：/n确定材料的断裂韧性K_mat，求解结构的应力强度因子K_I，从而根据公式K_r＝K_I/K_mat得到K_r；根据公式求解参考应变ε_ref，再根据参考应变ε_ref和公式D_r＝ε_ref/ε₀确定评估点坐标D_r；/n同时，根据公式和公式f(D_r)＝(2ED_rε₀/σ_ref)^-0.5(D_r＞1)绘制参考应变法的失效评估曲线图(FAC曲线，即临界曲线)；/n将评估点(D_r,K_r)的位置与FAC曲线进行比较，如果评估点位于曲线上方，则结构不安全；如果评估点位于曲线下方，则结构安全；其中K_r为断裂因子，无量刚；D_r为塑性失稳因子，无量纲；σ_ref为参考应力，单位为MPa；σ₀为屈服强度，单位为MPa；E为弹性模量，单位为MPa，ε₀为屈服应变，无量纲；K_I为应力强度因子，单位为K_mat为材料断裂韧性，单位为ε_ref为参考应变，无量纲；α为材料参数，α＝1；σ₀为屈服强度，单位为MPa；ε₀为屈服应变，无量纲；ε_n为名义应变，无量纲；t为管道壁厚，单位为mm；n为应变硬化指数，无量纲；J积分表示裂纹扩展驱动力，J_e为J积分的弹性分量，J_e和J单位均为Mpa·mm；f由公式J/σ₀t＝fε_n计算得到，无量纲，以基于有限元商用软件Abaqus计算分析得到。/n