文章标题：海底管道疲劳裂纹扩展寿命预报的影响因素分析

文章作者：徐媛媛, 孙健华, 张捷, 朱金金
关 键 字：海底管道;数值预报;疲劳扩展寿命;裂纹尺寸增量;形状比
文章摘要：海底管道所处载荷环境复杂，疲劳破坏是主要失效形式之一。由于制造及环境因素，海底管道不可避免会出现裂纹缺陷，对于服役中的海底管道，预报其剩余疲劳寿命并对影响预报结果的因素进行研究具有实践意义。在保守估计法的前提下，采用MTS准则对海底管道裂纹扩展模式进行分析。利用有限元法及1/4节点位移法求解裂纹应力强度因子，随后基于Paris公式的da法对海底管道进行疲劳扩展寿命预报，最后对数值预报结果的影响因素进行探讨。结果表明，当裂纹尺寸增量Δa设置合理时，海底管道裂纹扩展寿命的预报值与试验值相接近，该数值方法能有效预报海底管道的疲劳剩余寿命。裂纹尺寸增量Δa对寿命预报影响很大，从预报精度和计算耗时两方面综合考虑给出了合理选择裂纹尺寸增量Δa的方法。形状比对管道疲劳扩展寿命的影响与初始裂纹尺寸有关。当裂纹尺寸扩展到一定值后继续增加，疲劳扩展寿命变化率并不大。所得结论为服役管道的安全性评估提供参考。