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作者：冷建成;岳江红;张新;许宏伟;
单位：东北石油大学机械科学与工程学院;杭州长川科技股份有限公司;
摘要：【目的】为明确不同初始裂纹形状对抽油杆疲劳寿命的影响，基于FRANC3D断裂力学软件对腐蚀环境下的抽油杆进行裂纹扩展模拟及剩余使用寿命（Remaining Useful Life, RUL）预测。【方法】首先，通过对比Newman-Raju解，验证了M积分法计算应力强度因子的仿真精度。其次，基于Ansys WorkBench软件建立了在役抽油杆有限元模型并进行了仿真分析，得出von Mises最大应力位于退刀槽与台肩的交接位置。最后，基于Python接口对FRANC3D进行二次开发，在无腐蚀和腐蚀环境下分别对半椭圆形裂纹和长浅表面裂纹进行了裂纹扩展模拟。【结果】结果表明，两种裂纹扩展时均是先中间扩展快逐步变为两端扩展快，在裂纹扩展到一定深度时裂纹前缘会逐渐椭圆化，从而对后续的裂纹扩展速率影响减小；腐蚀环境下的RUL比无腐蚀工况下分别降低28.95%和28.32%。研究结果可为在役抽油杆的RUL预测提供参考。
关键词：断裂力学;;裂纹扩展;;裂纹形状;;剩余使用寿命;;抽油杆
基金资助：黑龙江省自然科学基金项目（LH2020E016）~~
