LS-DYNA有压容器抗侵彻能力研究(2)
3.3.2试验方案 21
3.3.3 实验结果与分析 22
3.4本章小结 23
4 破片侵彻管道过程影响因素分析 24
4.1 管道壁厚的影响 24
4.2 子弹长径比影响 26
4.3 管道内压影响 28
4.4本章小结 30
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
1 绪论
1.1引言
随着科学技术的进步和工业生产的飞速发展，压力容器被广泛应用于机械、轻工、石油化工、电力、纺织、冶金、和医药等各个行业部门，其主要作用是运输或保存各种工作介质，其中大部分介质是高温高压的，具有易燃、易爆、有毒、腐蚀等特性，在使用过程中存在较大的安全隐患。因此，压力容器的安全问题备受关注，在其使用过程中腐蚀破坏和疲劳破坏一直是国内外学者研究的重点，而在使用过程中，难免会受到外界的意外碰撞冲击作用，因此揭示压力容器在外部载荷冲击作用下的响应变形情况及损伤模式，提高压力容器的抗载荷能力，进而减少各类事故发生的可能性是非常有意义的。
从广义上讲，压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭容器或管道，材质包括金属及非金属。运输管道就是典型的压力容器，与铁路、公路、水道、航空一起构成了我国五大运输行业体系。我国地域辽阔，水、石油、天然气等资源分布不平衡，这样的基本国情催生了管道运输业的发展。早在1990年底，我国压力管道运输线长度已突破一万公里。近年来，我国的压力管道运输水平发展十分迅速，取得了举世瞩目的成就，2011年6月中亚-西气东输二线东段的竣工，标志着由我国自主设计并建造的世界最长天然气运输的管道全线贯通。但是我国压力管道安全事故也时有发生，极大地威胁着周围居民的生命财产安全。
因此，研究压力管道抗载荷冲击能力，可以指导石油运输、天然气运输等各种工业压力管道的设计和防护，有助于提升其在破片（石子、碎铁块等）等冲击作用下的安全性，在事故中最大程度的保障人生安全，降低财产损失。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外研究现状
1.2.2国内研究现状
1.3 本文研究内容
1.3.1本文主要研究内容
压力容器受破片横向冲击时，其破坏损伤模式及损伤程度与冲击弹体的长径比、弹头形状、容器的壁厚、容器的内压等有关。本文针对压力管道在预制破片横向冲击作用下的变形破坏过程，分析了内压作用下圆管各向应力关系，建立了压力管道在外部横向冲击载荷作用下的变形破坏理论分析模型；基于LS-DYNA有限元软件，研究了冲击过程中壁厚、弹头形状、内压等因素对极限穿透速度的影响规律，并通过试验验证了仿真结果的准确性。
1.3.2本文主要工作
本文主要工作分以下几个方面:
第1章绪论。介绍了论文研究的背景和意义，国内外的研究概况以及本文所要研究的内容和主要工作。
第2章理论分析。对圆管在内压作用下应力状态进行了分析，介绍了描述圆管在破片冲击作用时变形破坏的理论模型和经验公式。
第3章圆柱破片侵彻管道过程数值模拟。运用LS-DYNA仿真软件模拟了破片侵彻圆管的整个动态变形过程，获得破片侵彻圆管的极限穿透速度，并通过预制破片侵彻圆管试验验证了仿真计算结果的准确性。
第4章破片侵彻管道过程影响因素分析。通过对仿真数据的总结分析得出破片侵彻过程中壁厚、弹头形状、内压等因素对极限穿透速度的影响规律。
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