·388* 北京科技大学学报 1997年第4期 明，当7cfmax之o时，d(omm)/dS将更小. 9000 8400 8600 8200 目 8000 8200 笔 7800 7800 7600 7400 7400 0 0.20.4 0.6 0.8 5 10 15 2025 椭圆度y% 偏心度E1% 图3P110在均匀外压(800kg/cm叫 图4P110在均匀外压(800kg/cn)作 作用下的最大应力和椭圆度的关系 用下的最大应力和偏心度的关系 3.3具有初始壁厚不均（或偏心度）的弹性油套管(S=0,E。变化) 对具有初始壁厚不均(E。=9.82%)的样本套管，在800kg/cm2的均匀外压力的作用 下，其最大Von-Mises应力出现在壁厚最薄侧的内表面，其值为7745kg/cm2,没有达到套管 管材的屈服极限.为了考察同一样本套管在具有不同的初始壁厚不均时应力变化情况，对前 述的样本套管，分别选取不同的偏心度，采用和前面一致的方法重新建模，计算其在800kg/ cm2的均布外压力作用下的应力及其分布.将所得的最大Von-Mises应力及与之相对应的壁 厚不均度绘制图4中所示的曲线.可以看到，在假设计算所得的最大应力Von-Miss不超过管 材的屈服极限的前提下，承受固定大小的均匀外压的样本套管的最大Vo-Mises应力随着其 初始壁厚不均度的增加而呈线性地增加，约为每增加5%的初始壁厚不均度则相应地增加大 约170kg/cnm2的Von-Mises应力值. 3.4具有初始椭圆度和壁厚不均的弹性油套管(E=0.47%,E=9.82%) 具有初始椭圆度和壁厚不均度组合缺陷的油套管在一定的均匀外压力作用的条件下，可 能产生的最大Vo-Mses应力并不表现出叠加特点.且随着椭圆套管的长轴与偏心套管对称 轴之间的夹角变化，受载套管的应力及其分布也随之相应地变化.对于初始几何缺陷S= 0.47%和E。=9.82%的样本油套管，在承受800kg/cm(远大于实际挤毁压力)均匀外压 力作用的条件下，其最大Von-Mises应力(8575kg/cm2,位于椭圆长轴上最小壁厚处的内表 面)才达到套管管材的屈服极限(o、=8600kg/cm). 以上的研究表明：对于承受均匀外压力的薄壁套管，要使其等效应力达到相应的屈服极 限所需要的外压或初始几何缺陷是很大的（可以根据线性法则由上述结果换算得到），而油套 管实际的挤毁压力（接近于弹性理论临界屈曲压力，其值约为560kg/cm,P.,=-2EK/ (1一由式计算)及其初始几何缺陷远低于此.所以，此类油套管的挤毁方式为弹性屈曲挤 毁. 另外，承受均匀外压力的样本套管的最大等效应力随着椭圆度和壁厚不均而增加，其相北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 明 ， 当 。 、 全 ， 时 ， 。 将更 小 · ︵ 。 任。 · 罗︶、‘ ，乙 八 召︶的日。 、‘ 七‘ 一一一盛一一一一一‘ 一一一一止一 、 一 名 椭 圆度 夕 图 在均 匀外压 峭 作用 下 的最大应力和椭圆度 的关系 口二 一一 一二 一一曰巨 一 ‘ 司 偏心 度及 图 在均匀外压 叭耐 作 用下 的最大应 力和偏心度的关系 具有初 始壁厚 不均 或偏心度 的弹性油套 管 ， 变化 对具 有 初 始 壁 厚 不 均 乓 的样 本套 管 ， 在 ’ 的均 匀 外 压 力 的作 用 下 ， 其最 大 一 腼 应力 出现 在壁 厚最 薄侧 的 内表 面 ， 其值 为 ’ ， 没有 达到套管 管材 的屈 服 极 限 为 了考 察 同一样 本套 管在 具有 不 同的初 始壁 厚不 均 时应力变化情 况 ， 对前 述 的样 本套 管 ， 分别 选取 不 同的偏 心 度 ， 采 用和 前 面 一致 的方法 重新建模 ， 计算其在 的均 布外 压力作 用 下 的应 力及 其分 布 将所 得 的最大 一 诵 应力及 与之相 对应 的壁 厚不 均 度绘制 图 中所示 的 曲线 可 以 看到 ， 在假设计算所得 的最大应力 一 腼 不超 过 管 材 的屈 服 极 限 的前 提 下 ， 承 受 固定 大小 的均 匀外 压 的样 本套管 的最 大 一 腼 应 力 随着其 初始壁 厚不 均度 的增 加 而 呈 线性地增 加 ， 约为每增加 的初 始壁 厚不 均度则相应地增 加大 约 ， 的 一 肠 应力值 具有初 始椭圆度和 壁厚不 均 的弹性油套 管 二 ， 具 有 初始 椭 圆度 和 壁 厚 不 均度 组合 缺 陷 的油 套管在 一 定 的均 匀外 压 力作 用 的条件下 ， 可 能产 生 的最 大 一 腼 应 力并 不 表现 出叠 加特 点 且 随着椭 圆套管 的长轴与偏 心 套管对称 轴 之 间 的 夹 角 变 化 ， 受 载 套 管 的 应 力 及 其 分 布 也 随 之 相 应 地 变 化 对 于 初 始 几 何 缺 陷 二 和 二 的样 本 油套 管 ， 在 承 受 ’ 远 大 于 实 际 挤 毁 压 力 均 匀 外 压 力作 用 的条件下 ， 其最大 一 应 力 ， 位 于 椭 圆长轴上 最 小壁 厚处 的 内表 面 才 达到套 管管材 的屈 服 极 限 、 一 以 上 的研 究 表 明 对于 承 受 均 匀 外 压 力 的薄壁 套 管 ， 要 使 其等 效应 力 达 到 相 应 的 屈 服 极 限所需 要 的外 压 或 初始 几何 缺 陷是 很 大 的 可 以 根 据线性 法 则 由上 述 结果换 算得 到 ， 而 油套 管 实 际 的挤 毁 压 力 接 近 于 弹性 理 论 临 界 屈 曲压 力 ， 其 值 约 为 ， ， 只 二 一 一 声 由式 计 算 及 其初 始 几 何 缺 陷远 低 于 此 所 以 ， 此 类 油 套 管 的挤 毁 方 式 为 弹性 屈 曲挤 毁 另 外 ， 承 受 均 匀 外压力 的样 本 套管 的最 大 等 效应 力 随着 椭 圆度 和 壁 厚 不 均 而 增 加 ， 其相