• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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崔莹, 申瑞, 赵均海, 屈展. 基于统一强度理论的弹体侵彻天然气管道局部损伤塑性半径统一解[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0379
引用本文: 崔莹, 申瑞, 赵均海, 屈展. 基于统一强度理论的弹体侵彻天然气管道局部损伤塑性半径统一解[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0379
CUI Ying, SHEN Rui, ZHAO Junhai, QU Zhan. The unified solution for plastic radius of local damage on gas pipeline penetrated by a rigid bullet based on the unified strength theory[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0379
Citation: CUI Ying, SHEN Rui, ZHAO Junhai, QU Zhan. The unified solution for plastic radius of local damage on gas pipeline penetrated by a rigid bullet based on the unified strength theory[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0379

基于统一强度理论的弹体侵彻天然气管道局部损伤塑性半径统一解

doi: 10.11883/bzycj-2025-0379
基金项目: 陕西省自然科学基础研究计划面上项目:近场爆炸下POZD增强碳纤维加固含缺陷埋地油气管道损伤评估及抗爆优化研究,(2023-JC-YB-296);陕西省教育厅重点科学研究计划项目:天然气集输管道风险定量评估及管理机制研究,(22JT035);四川省重点实验室开放基金项目:近场爆炸荷载下碳纤维加固含缺陷埋地油气管道动态响应及损伤评估,(24kfgk02);

The unified solution for plastic radius of local damage on gas pipeline penetrated by a rigid bullet based on the unified strength theory

  • 摘要: 为揭示弹体高速侵彻下天然气管道的局部损伤机理,本文基于侵彻试验、数值模拟与理论推导,建立了一种基于统一强度理论的管道损伤塑性半径统一解。通过设计开展L415M管道钢的弹体侵彻试验,获取了管道着弹面撞击形态、塑性区范围及塑性半径等关键参数。基于试验结果和ANSYS/Workbench建立动力学模型,对管道的局部应力场与应变分布进行了数值模拟,并引入统一强度理论对中间主应力参数b的敏感性进行了系统分析,进而结合有限柱形空腔膨胀模型,推导建立了管道损伤塑性半径的解析表达式,并提出了弹体侵彻天然气管道局部损伤失效准则,当侵彻荷载下测量得到的塑性半径超过由材料单向拉伸断裂应变εf与模型参数A(含中间主应力参数b)所限定的临界值rmax时,可判定管道发生局部损伤失效。结果表明:当b=0.2时,理论预测与试验结果吻合最佳,相对误差小于10%,能较准确描述管道局部塑性变形及损伤规律,为长输天然气管道在高速冲击载荷下的安全评估与防护设计提供理论依据和工程参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-11-21
  • 网络出版日期:  2026-01-30

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