近日，鄭州大學水利與交通學院方宏遠教授團隊在多荷載耦合作用下管道承載力評估方面取得重要進展。鋼質承壓管道作為一種高效的物質輸送載體，具有安全、經濟、容量大、承載力高和對環境影響小等特點，廣泛用于長距離引水調水、城市供水供暖及能源工業中油、氣及其他液體的輸送。

方宏遠教授研究團隊采用自主研發的管道災變實驗系統進和流體-結構耦合求解算法，揭示了不同荷載組合工況下管道失效過程和應力分布模型。并基于多荷載耦合作用下三維管道應力模型和改進的統一屈服準則，提出了鋼管在各種荷載作用下的極限狀態方程理論解。該理論解給出了復雜服役環境下管道極限承載力評估模型，明確了不同屈服準則適用性。上述研究成果可在城市供水、供暖管道和石油天然氣管道完整性評價、管網安全防護、管道災變防控與韌性提升等領域廣泛運用，同時為復雜環境下多物理場耦合作用下管道應力和變形分析奠定了理論基礎。

研究成果以“Limit state equation and failure pressureprediction model of pipeline with complexloading”為題發表在國際知名期刊《Nature Communications》上，孫明明博士為論文第一作者，方宏遠教授為論文通訊作者，鄭州大學為第一完成單位。

該工作得到了國家重點研發計劃和河南省卓越青年創新研究群體項目的資助支持。

文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48688-1