| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究目的及意义 | 第10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.1 管道裂纹国内外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 扩展有限元法国内外研究现状 | 第12页 |
| 1.3 悬跨管道的形成 | 第12-13页 |
| 1.4 仿真中悬跨管道两端与土体接触的处理 | 第13-14页 |
| 1.5 极限悬跨长度的确定 | 第14页 |
| 1.6 边界模型 | 第14-16页 |
| 1.6.1 简单边界 | 第14-15页 |
| 1.6.2 弹性边界 | 第15页 |
| 1.6.3 管-土接触边界 | 第15-16页 |
| 1.7 研究内容及方法 | 第16-17页 |
| 1.8 技术路线 | 第17页 |
| 1.9 本文创新点 | 第17-18页 |
| 第2章 断裂力学及有限元计算相关理论 | 第18-32页 |
| 2.1 断裂力学理论分析 | 第18-26页 |
| 2.1.1 裂纹及类型 | 第18-19页 |
| 2.1.2 裂端应力场和位移场 | 第19-20页 |
| 2.1.3 管道裂纹的应力强度因子 | 第20-23页 |
| 2.1.4 断裂判据 | 第23-25页 |
| 2.1.5 奇异单元 | 第25-26页 |
| 2.2 扩展有限元 | 第26-27页 |
| 2.2.1 节点扩展函数简介 | 第26-27页 |
| 2.3 ABAQUS裂纹应力强度因子算例 | 第27-31页 |
| 2.3.1 表面裂纹应力强度因子计算 | 第28-30页 |
| 2.3.2 穿透裂纹应力强度因子计算 | 第30-31页 |
| 2.4 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 含裂纹悬跨管道简单边界数值分析 | 第32-58页 |
| 3.1 管道相关参数 | 第32-33页 |
| 3.2 管道载荷类别 | 第33-35页 |
| 3.3 涡激振动 | 第35-39页 |
| 3.3.1 流体参数 | 第35-36页 |
| 3.3.2 触发涡激振动管道临界长度的计算 | 第36-39页 |
| 3.4 悬跨长度静态分析 | 第39页 |
| 3.5 权函数理论求管道表面裂纹应力强度因子 | 第39-45页 |
| 3.6 含裂纹悬跨管道数值分析 | 第45-53页 |
| 3.6.1 含表面裂纹缺陷管道极限悬空长度确定 | 第45-47页 |
| 3.6.2 不同裂纹形状比对管道裂纹应力强度因子影响 | 第47-48页 |
| 3.6.3 载荷对表面裂纹管道应力强度因子的影响 | 第48-50页 |
| 3.6.4 管道疲劳扩展门槛值研究 | 第50-53页 |
| 3.7 穿透裂纹应力强度因子分析 | 第53-57页 |
| 3.7.1 XFEM(扩展有限元)对含环向穿透裂纹管道适用性验证 | 第53-55页 |
| 3.7.2 不同裂纹半角对环向穿透裂纹应力强度因子影响 | 第55页 |
| 3.7.3 不同壁厚对环向穿透裂纹应力强度因子影响 | 第55-56页 |
| 3.7.4 不同裂纹半角对环向穿透裂纹管道极限悬空长度 | 第56-57页 |
| 3.8 本章小结 | 第57-58页 |
| 第4章 含裂纹悬跨管道弹簧边界数值分析 | 第58-77页 |
| 4.1 管土相互作用 | 第58页 |
| 4.2 土弹簧刚度 | 第58-60页 |
| 4.2.1 弹簧单元属性 | 第60页 |
| 4.3 悬跨管道弹簧边界分析 | 第60-64页 |
| 4.3.1 弹簧边界接触长度确定 | 第60-61页 |
| 4.3.2 弹簧边界对管道弯矩影响 | 第61-62页 |
| 4.3.3 不对称边界对管道弯矩影响 | 第62-63页 |
| 4.3.4 管道刚度对管道弯矩影响 | 第63-64页 |
| 4.4 土弹簧边界对管道环向裂纹应力强度因子影响 | 第64-70页 |
| 4.4.1 轴向弹簧对应力强度因子影响 | 第64-65页 |
| 4.4.2 不同边界下表面裂纹应力强度因子分析 | 第65-67页 |
| 4.4.3 弹簧边界管道各处应力强度因子变化规律 | 第67页 |
| 4.4.4 弹簧-固支边界管道各处应力强度因子变化规律 | 第67-68页 |
| 4.4.5 弹簧-简支边界管道各处应力强度因子变化规律 | 第68-69页 |
| 4.4.6 弹簧边界对裂纹起裂门槛值的影响 | 第69-70页 |
| 4.5 管-土弹簧接触下穿透裂纹应力强度因子分析 | 第70-72页 |
| 4.5.1 土质不同对管道穿透裂纹应力强度因子影响 | 第71页 |
| 4.5.2 土质相同当状态不同对管道穿透裂纹应力强度因子影响 | 第71-72页 |
| 4.6 悬跨管道土接触模型边界分析 | 第72页 |
| 4.6.1 接触理论 | 第72页 |
| 4.7 土体本构模型 | 第72-73页 |
| 4.7.1 接触塑性本构模型 | 第72-73页 |
| 4.8 弹簧边界和管-土接触边界比较 | 第73-76页 |
| 4.8.1 弯矩比较 | 第75页 |
| 4.8.2 管-土接触边界的不足 | 第75-76页 |
| 4.9 本章小结 | 第76-77页 |
| 第5章 含双裂纹悬跨管道数值分析 | 第77-88页 |
| 5.1 模型建立 | 第77-83页 |
| 5.1.1 双缺陷距离判定 | 第77-78页 |
| 5.1.2 简支边界双裂纹数值分析 | 第78-80页 |
| 5.1.3 固支边界双裂纹数值分析 | 第80-81页 |
| 5.1.4 一端固支一端简支边界双裂纹数值分析 | 第81页 |
| 5.1.5 弹簧边界双裂纹数值分析 | 第81-83页 |
| 5.2 双裂纹相互垂直 | 第83-84页 |
| 5.3 双轴裂纹不共面 | 第84-85页 |
| 5.4 双轴裂纹共面 | 第85-87页 |
| 5.5 结论 | 第87-88页 |
| 第6章 结论与展望 | 第88-90页 |
| 6.1 结论 | 第88-89页 |
| 6.2 展望 | 第89-90页 |
| 致谢 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-96页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 | 第96页 |
