Какие факторы влияют на прочность стали труб на сжатие?

1. Анизотропия прочности и остаточные напряжения стальных труб UOE

Как хорошо известно, факторы, влияющие на прочность стали на сжатие, включают плохую форму (округлость и неравномерную толщину стенок стальных труб), предел текучести (YS) и остаточные напряжения. Существует значительная корреляция между пределом текучести на сжатие и остаточными напряжениями в окружном направлении. Распределение предела текучести по толщине стенки, измеренное на круглых и цилиндрических образцах (оба диаметром 6 мм), указывает на особенно значительное снижение предела текучести на сжатие наружной окружности стальной трубы. Сравнение кривых S-S в положении по толщине стенки показывает, что круговая кривая S-S появляется из центра толщины стенки из-за эффекта Баушингера упругой деформации снаружи. Согласно сравнению между стальными трубами UOE и бесшовными стальными трубами для нефтяных скважин, можно видеть, что остаточные напряжения обоих типов стальных труб стремятся к внутреннему сжатию, но значение остаточных напряжений стальных труб UOE невелико.

2. Численный анализ и моделирование

В процессе численного анализа использовалась комплексная модель для оценки прочности на сжатие при формовании стальных труб UOE. В модели формования стальной трубы UOE (двумерный плоский элемент деформации) использовалась кривая S-S пластины, а остаточные напряжения применялись к модели сжатия (трехмерный твердотельный элемент). Из-за сложности точного прогнозирования изменений кривой S-S от листового металла к стальной трубе только с помощью численного анализа и моделирования используется полуэкспериментальный метод (моделированный тест на деформацию) для прогнозирования кривой S-S. То есть, применить рассчитанный эквивалентный гистерезис пластической деформации к образцу круглого стержня, отобранному из пластины, а затем определить кривую сжатия S-S, полученную в каждом положении толщины стенки.