不同施痕物下凹痕管道残余应力的有限元分析

为解决椭球体、圆柱体和矩形体施痕物产生的管道凹痕缺陷问题,应用ANSYS有限元软件建立施痕物作用于管道的三维模型。通过求解模型,分析凹痕深度、施痕物尺寸和管道壁厚改变时管道凹痕处最大残余应力的变化规律,拟合出残余应力与各参数关系表达式。研究结果表明:3种施痕物下管道凹痕处残余应力随着凹痕深度和管道壁厚的增加而增大,椭球体施痕物下管道凹痕处残余应力随着施痕物尺寸的增加而增大,圆柱体和矩形体施痕物则恰好相反;施痕物为椭球体或圆柱体,采用幂函数拟合残余应力与各参数关系表达式效果较好;施痕物为矩形体,采用指数函数拟合残余应力与各参数的关系表达式效果较好。