利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法技术

本发明专利技术公开了利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法，包括COD法和应力强度因子法，所述COD法包括以下步骤：S1：计算焊接缺陷的当量裂纹尺寸A；S2：计算应变ε；S3：计算计算最大容许缺陷尺寸Am；S4：焊接缺陷进行评定；所述应力强度因子法包括S6：按不同裂纹种类计算等效拉应力；S7：计算应力强度因子；S8:进行缺陷安全评定，本发明专利技术通过应用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷处进行评定，判断含缺陷的结构是否安全，确保投入生产的薄壁离心混凝土钢管不会产生安全隐患。

Evaluation method of welding defects of thin-walled centrifugal concrete steel tube by fracture mechanics

【技术实现步骤摘要】
利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法
本专利技术涉及薄壁离心混凝土
，具体为利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法。
技术介绍
离心混凝土钢管结构是钢管与混凝土组合结构中的一个分支，自20世纪80年代以来在送变电杆塔、各种设备构架、多层工业厂房等领域得到了广泛的应用。目前正在逐步推广应用到多、高层建筑、公路拱桥、地下工程和构架与网架结构中。离心钢管混凝土杆塔已在我国二十多个省(市、区)的2000多个发电和输电线路工程和各类通信工程中得到了广泛的应用，特别是近年来发展更为迅速。2009年11月，河南省大部分地区出现降温、冻雨天气，在这次大风、冻雨恶劣天气影响下，某供电公司由于110kV变电站站外进线杆塔覆冰严重，造成2基薄壁钢管塔倒塔，倒塔后根据现场勘察，倒落地面的2基铁塔均为薄壁离心混凝土钢管塔，出站2#塔距地面4-5米处折断，出站3#塔距地面7-8米处折断，导地线及光缆全部落地，出站1#塔地线横担受轻微变形。经过相关部门的验证，薄壁离心混凝土钢管塔严重的加工质量问题是本次倒塔事件的主要原因，焊接工艺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法，其特征在于：包括COD法和应力强度因子法，所述COD法包括以下步骤：/nS1：计算焊接缺陷的当量裂纹尺寸A；/nS2：计算应变ε；/nS3：计算计算最大容许缺陷尺寸Am；/nS4：焊接缺陷进行评定。/n

【技术特征摘要】
1.利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法，其特征在于：包括COD法和应力强度因子法，所述COD法包括以下步骤：
S1：计算焊接缺陷的当量裂纹尺寸A；
S2：计算应变ε；
S3：计算计算最大容许缺陷尺寸Am；
S4：焊接缺陷进行评定。


2.根据权利要求1所述的利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法，其特征在于：所述步骤S1包括：
对表面裂纹、埋藏裂纹及穿透裂纹的折算方法为：
a.长2c的穿透裂纹：A=c
b.长2c、高2a的埋藏裂纹：A=a(Ω/ψ)，












其中：ψ--第二类椭圆积分，h--裂纹距表面的距离(埋藏裂纹)，Ω及ψ值可由相关表查得。
c.长2c、深a的表面裂纹:A=a(F/ψ)2
式中：(a/c>0)；

(a/c=0)。


3.根据权利要求1所述的利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法，其特征在于：所述步骤S2包括：计算应变ε包括作用在缺陷部位由外载引起的应力及薄壁离心混凝土钢管在制造过程中带来的焊接残余应力，
其中，外载引起的应力:
σ1--沿截面均匀分布的拉应力；
σ2--沿截面线性分布的面外弯曲应力；
焊接残余应力σ3；
总应力:σ=σ1+σ2+σ3；
总应变:ε=ε1+ε2+ε3；
ε1=σ1/E(σ1<σS)，ε2=σ2/E，ε3=σ3/E
当σ1+σ2>σS时，用以下方法估算总应变:
①进行弹-塑性分析或有限元计算，求得最大等效应变量；
②用实验应力分析方法确定缺陷部位的实际应变量；
③参照己有的试验数据估算缺陷部位的最大等效应变量；
④也可参照推荐的方法近似计算缺陷部位的峰值应变。


4.根据权利要求1所述的利用断裂力学对薄壁离心混凝土钢管焊接缺陷评定方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿进锋，王超，姚德贵，马磊，时洪飞，崔大田，陈伟，汪毅，王玉杰，肖寒，赵理，潘勇，史红伟，张武能，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41