SIF和刚度不准确带来什么问题?

下图可以看到X值代表达到100%规范设计许用值后的应力值,对应Z值代表平均疲劳失效应力幅值,Z值和X值比率安全控制,就是疲劳安全系数,一般是2.

如果应力增大系数偏离了2倍,平均疲劳失效曲线和规范设计疲劳曲线也相差2倍,那么导致计算出的100%规范应力就没有安全系数保护了。
设计计算出来的规范应力是载荷和SIF合成的结果。
如果计算出内力偏如果计算的应力大于2倍,疲劳安全系数也为2.0,一旦应力达到规范应力的100%,那么在整个生命周期内就会有超过50%的可能性导致元件产生疲劳裂纹。
我们针对90度非加强三通和60度斜口非加强三通,不同分支大小d/D = 1和0.4进行计算应力增大系数SIF和B31附录D规范计算应力增大系数对比。可以看出有限元方法计算出来的和规范公式计算出来的SIF有些差距达到了2倍。

上面的斜口三通和非居中开口三通,扭矩和平面内及平面外弯矩会相互作用,从而导致上面应力增大系数有些差距大于2倍,这种情况下,用户就需要做出更多额外考虑。
问题:如果应力增大系数SIF偏差有2倍,系统刚度偏差有10倍,计算出来的应力偏差有多大?
回答:
理论上讲是20倍。但计算出的结果一般达不到20倍的保守量。
常常有人问这可能吗?–回答“是的”,可能但又不可能。
由于刚度的不准确性通常会导致结果存在2-5倍的差距
通过FESIF和FE107生成真实柔性,来计算更精确的内力和应力,这对管道应力分析十分关键。WRC3294.9章告诉我们在三通处添加补强板可以降低疲劳应力水平,原因在于载荷的增加幅值小于应力的降低幅值,总体上应力减小。我们看下面的管道布置。

如果B点没有柔性,立管热胀向上推的力主要作用在这个B点(这点相对刚度大),而相对来讲A和C点载荷小。如果我们在B点添加柔性,B点作用载荷急剧降低,但作用在A点和C点载荷会增加。

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