含缺陷裂纹不锈钢弯管的研究概况

 大量工程经验表明，在工程结构中最普通而大量的缺陷是物体表面缺陷或裂纹。如Irwin所说，这些表面缺陷或裂纹是平面半椭圆形状的。半椭圆表面裂纹属于三维裂纹，人们至今还没有找到精确的数值解。1962年，Irwin首先研究了表面裂纹问题，他根据Green和 Snedden的位移解，求得了承受均匀分布拉伸载荷的无限弹性体内扁平椭圆裂纹前缘I型应力强度因子。其后，一些研究者用各种不同的方法对表面裂纹问题作了继续研究，研究方法包括有边界积分方程法、交替法、直线弹簧法和有限单元法等多种方法。，不过这些方法都是以板表面半椭圆裂纹为对象来研究的。Raju和Newman在文献中对含表面裂纹的圆筒进行了分析，给出了足够精确的管道轴向表面裂纹的应力强度因子。英国Sheffield大学的林晓斌博士同样研究了含半椭圆表面裂纹压力容器管道的应力强度因子情况，荷载为均匀内压时，计算结果与Raju-Newman的结果基本一致，只是当纹深达到4/5壁厚时，比Raju-Newman稍高一些。文献中，张对红等用权函数法，对管道裂纹（包括轴向裂纹和纵向表面半椭圆裂纹）在复杂应力条件下的应力强度因子进行了计算。上海交通大学的张伟用边界元法，对厚壁简内表面椭圆裂纹的应力强度因子进行了研究，找到了其随裂纹参数的变化规律。文献则对弯扭组合荷载作用下圆管半椭圆表面裂纹的应力强度因子进行了研究，分别计算了I、II、III型应力强度因子及其随裂纹深度增加时的变化规律。

 含裂纹不锈钢弯管的研究方面，大连理工大学的李玉贵、肖传冰分别对含有沿管向穿透裂纹和环向穿透裂纹的斜接不锈钢弯管进行了研究，利用ANSYS软件计算了在内压和弯矩两种荷载作用下弯管的断裂参量K1和全塑性J积分。大连理工大学的曹国俊和李焕鸣分别针对含有沿管向内表面裂纹和环向内表面裂纹的弯管进行了研究，同样是利用 ANSYS软件计算了在内压和弯矩两种荷载作用下弯管的断裂参量K1和全塑性J积分。

 不锈钢弯管极限荷载研究方面，国内外对无缺陷弯管塑性极限荷载计算方法系统研究的还很少,对含缺陷不锈钢弯管塑性极限荷载的研究主要是以凹坑以及局部减薄为对象进行,对含面缺陷，尤其是含特定裂纹形式面缺陷弯管的塑性极限荷载研究还很少。