Інженерний підхід до визначення коефіцієнта інтенсивності напружень та параметрів росту осьової тріщини в кільцевому зварному шві трубопроводу

Abstract

Розглянуто проблему оцінки коефіцієнтів інтенсивності напружень в області зони залишкових зварювальних напружень. Запропоновано спільне застосування програмних комплексів Ansys Workbench та Abaqus/CAE і компілятора Python для точного визначення параметрів тріщиностійкості трубопроводів та посудин тиску. На прикладі трубного зразка 133x13 мм проведено моделювання процесу зварювання та наступного розкриття напівеліптичної тріщини в зоні залишкових напружень. Проведено аналіз можливого підростання дефекту від дії циклічних навантажень в області зварного шва та виявлено найбільш небезпечні зони по розташуванню осьових тріщин.

Рассмотрена проблема оценки коэффициентов интенсивности напряжений в области зоны остаточных сварочных напряжений. Предложено совместное применение программных комплексов Ansys Workbench и Abaqus/CAE и компилятора Python для точного определения параметров трещиностойкости трубопроводов и сосудов давления. На примере трубного образца 133x13 проведено моделирование процесса сварки и последующего раскрытия полуэллиптической трещины в зоне остаточных напряжений. Проведен анализ возможного подрастания дефекта от действия циклических нагрузок в области сварного шва и выявлены наиболее опасные зоны по расположению осевых трещин.

The problem of evaluation of stress intensity factors in the zone of residual welding stresses was considered. The joint application of the software packages Ansys Workbench and Abaqus/CAE and the compiler Python for accurate determination of parameters of crack resistance of pipelines and pressure vessels was proposed. On the example of the pipe specimen 133x13, the simulation of welding process and subsequent opening of semi-elliptic crack in the zone of residual stresses was carried out. The analysis of the possible increment of defect from the action of cyclic loads in the weld region was performed and the most dangerous zones were found according to the location of axial cracks.