《外文翻译--典型球罐内部径向半月形裂纹组的三维应力强度因子》毕业学术论文.doc

大 连 理 工 大 学 本 科 外 文 翻 译 典型球罐内部径向半月形裂纹组的 三维应力强度因子 3-D stress intensity factors for arrays of inner radial lunular or crescentic cracks in a typical spherical pressure vessel 学 院（系）： 化工机械学院 专 业： 过程装备与控制工程 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 年4月4日 大连理工大学 Dalian University of Technology 外文翻译要求： 1．毕业设计（论文）外文翻译译文不少于5千汉字。 2．译文内容必须与题目（或专业内容）有关，且正式出版日期为近5年内的外文期刊。 3．外文原文、译文应用标准A4纸单面打字成文。 4．译文的基本格式与格式相同页眉5．文的 6．a萨拉曼卡主教大学 b本古里安大学很多球罐都是用液压胀形（IHBF）法制造的这类容器对于沿焊缝的径向裂纹很敏感。为了对疲劳寿命和断裂强度进行评估，需要对应力强度因子(SIFs) 沿裂纹的分布进行。然而目前为止，薄壁和厚壁球壳内部半椭圆裂纹的应力强度因子的3维结果只有两种薄壁球壳上贯穿全厚的裂纹的2维应力强度因子。在本文中了半月形裂纹的I型应力强度因子的分布。通过FE方法对典型(η=R0/Ri = 1.1)球形压力容器进行3维分析。应力强度因子一组裂纹的裂纹数量n= 1-20；裂纹深度与壁厚之比a/t从0.025到0.95；裂纹椭圆率a/c（裂纹深度与裂纹半轴长之比）。结果表明：三维应力强度因子受以下参数影响：一组裂纹中裂纹数量n，相对深度a/t，裂纹椭圆率a/c。 压力容器被广泛应用于行业。由于球形压力容器具有最佳比强度（强度/重量），经常被用于：LNG（液化天然气）储罐，航天器和飞机的推进剂氧化剂压缩气体的储罐化工原料的压力储罐。这些储罐大部分是薄壁或中等厚度，也就是外半径与内半径之比η=Ro/Ri≤1.1。许多球形压力容器用胀成形（IHBF）的方法这些压力容器由于下列因素对于沿其焊缝裂纹很敏感：循环加压-减压焊缝附近的热影响区残余拉应力以及存在的腐蚀剂。在这些因素作用下，一个或多个径向裂纹从焊内表面开始扩展。 为了评估静态断裂强度、裂纹扩展速率、以及总疲劳寿命必须确定一个或多个径向裂纹的I型应力强度因子(SIF)-KI迄今这个问题很少得到关注。，薄壁球壳贯穿裂纹的二维应力强度因子已由Folias Erdogan 、Kibler和Tada 等人进行了研究，这些研究结果只能提供一个应力强度因子上限。因此，当一个或多个径向裂纹从球罐内表面出现时，二维应力强度因子可能为断裂强度和容器的疲劳寿命提供十分保守的估计。Hakimi等和API 579是目前仅有的球形压力容器内部半椭圆裂纹的三维结果。这些结果仅适用于有限的范围。因此，本研究的目的是有限元方法对典型球罐径向裂纹作全面三维分析。对半月形内部径向裂纹组的沿裂纹前沿的三维I型应力强度因子分布进行评估。2 三维分析 对一个内径为Ri外径为R厚度为t弹性球壳进行三维分析。裂纹组是由n个完全相同的长度2c和深度a的内部径向半月形裂纹组成（见图）。裂纹在相等间隔的经向平面内，并对称于赤道平面（见图a）。 裂纹深度 实际裂纹深度 裂纹半轴长 实际裂纹半轴长 KI I型应力强度因子 Kmax 最大应力强度因子 规范应力强度因子 Ko 标准应力强度因子Koo 标准应力强度因子Koo=p n 裂纹组中的裂纹数 Q 半月形裂纹的形状系数 P 内部压力 Ri 球罐内径 R0 球罐外径 极坐标 t 球罐壁厚 球罐的内径外径之比 泊松比 径向应力分量 环向应力分量 经向应力分量 贯穿球壁厚度的平均环向应力 Ψ 半月形和椭圆半月形裂纹的角度参数（见图2）3 有限元模型 由于几何形状的对称性，只需分析半月形。对称平面是经向平面和赤道平面（见图a）。压力P作用于球的内表面，并且假定内部的压