油气管道作为国民经济的生命线,在国家能源发展战略中处于极其重要的地位。油气管道在长期运行过程中不可避免产生各种损伤,导致裂纹不断萌生、扩展,一旦造成泄漏、爆炸,往往带来灾难性后果。因此,高效、准确、可靠地评估油气管道损伤程度是保障管道安全和降低运行风险的关键。东北石油大学邢海燕教授基于模糊概率断裂力学,结合疲劳裂纹扩展实验与磁记忆检测技术,建立了磁特征与裂纹扩展力学参数的定量关联;依托断裂韧度准则构建磁参量极限状态函数,攻克了裂纹长度变量难以获取的技术难题;引入模糊隶属度函数考量多维度评价指标的不确定性,结合蒙特卡洛法、一次二阶矩法、二次项响应面法开展模糊可靠度计算与对比分析,搭建了基于力磁效应的管道裂纹扩展可靠性定量评价模型,为油气管道工程可靠性精准评估提供了新型技术思路。相关研究认识刊登在《石油学报》第47卷第5期。
(1)从模糊概率断裂力学的角度,通过疲劳裂纹扩展实验与磁记忆检测信号采集,建立磁特征参数与裂纹扩展力学参数之间的定量关系;
(2)基于裂纹扩展的断裂韧度准则,引入模糊隶属度函数,将断裂韧度与法向梯度最大值模糊变量随机化,建立基于力磁效应的裂纹扩展模糊可靠性模型,解决了极限状态函数中裂纹长度变量获取困难的问题;
(3)考虑管道力学性能指标、磁特征参数以及失效判据的模糊不确定性,引入模糊隶属度函数,利用蒙特卡洛法(MC)、一次二阶矩法(FOSM)以及二次项响应面法(RSM),计算模糊可靠度并进行的对比分析,建立基于力磁效应油气管道裂纹扩展的可靠性定量评价模型。
论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202605012
