【摘要】：腐蝕和裂紋損傷作為海洋平臺(tái)不可避免的兩種損傷形式,它們不僅會(huì)削弱平臺(tái)構(gòu)件的強(qiáng)度,更會(huì)威脅到平臺(tái)整體的安全性。因此,正確分析和評(píng)估腐蝕和裂紋損傷下平臺(tái)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)整體的極限強(qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)維護(hù)及維修和延長(zhǎng)其使用壽命具有重要的意義。本文以導(dǎo)管架平臺(tái)的圓管構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)和整體結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,分析裂紋構(gòu)型(裂紋位置、裂紋長(zhǎng)度)、腐蝕形式(點(diǎn)蝕、均勻腐蝕)和腐蝕強(qiáng)度影響其極限強(qiáng)度的規(guī)律,并重點(diǎn)關(guān)注腐蝕與裂紋聯(lián)合后對(duì)結(jié)構(gòu)性能的不利影響,具體工作和結(jié)論如下:(1)應(yīng)用ANSYS有限元軟件建立含腐蝕和裂紋損傷的圓管構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)和多尺度平臺(tái)有限元模型,通過(guò)與已有文獻(xiàn)中的模型對(duì)比,驗(yàn)證了所建模型的正確性。(2)分析圓管構(gòu)件在軸向荷載(軸壓和軸拉)作用下,腐蝕和裂紋的單獨(dú)和聯(lián)合損傷對(duì)圓管極限荷載的影響。研究結(jié)果表明:圓管的極限荷載隨裂紋長(zhǎng)度的增加而減小,隨裂紋傾斜角度的增加而增大,隨著腐蝕強(qiáng)度的增加而減小;在計(jì)算具有傾斜角度β的裂紋圓管的極限荷載時(shí),可以通過(guò)將裂紋長(zhǎng)度(λ)乘以傾斜角度(β)的余弦值把具有傾斜角度的裂紋簡(jiǎn)化成沒(méi)有傾斜角度的裂紋;相同腐蝕體積下,點(diǎn)蝕損傷對(duì)圓管極限荷載的削弱比均勻腐蝕對(duì)圓管極限荷載的削弱大的多;腐蝕和裂紋聯(lián)合損傷下,裂紋圓管的極限荷載同樣隨裂紋長(zhǎng)度的增加而減小,隨裂紋傾斜角度的增加而增大,隨腐蝕強(qiáng)度的增加而減小。(3)分析TT型節(jié)點(diǎn)的某一支管軸向加載時(shí),腐蝕和裂紋的單獨(dú)和聯(lián)合損傷對(duì)節(jié)點(diǎn)極限強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明:相比于比其他位置,裂紋處于受載支管的焊縫時(shí),對(duì)節(jié)點(diǎn)極限強(qiáng)度的削弱明顯大的多,且該位置的裂紋會(huì)隨著裂紋長(zhǎng)度的增加而進(jìn)一步削弱節(jié)點(diǎn)的極限強(qiáng)度;腐蝕損傷下,節(jié)點(diǎn)的極限強(qiáng)度主要受主管上腐蝕損傷的影響,隨著腐蝕強(qiáng)度的增加而減小;同體積腐蝕下,點(diǎn)蝕損傷和均勻腐蝕對(duì)節(jié)點(diǎn)極限強(qiáng)度削減的差異不大;腐蝕和裂紋聯(lián)合損傷下節(jié)點(diǎn)的極限強(qiáng)度隨裂紋長(zhǎng)度的增加而減小,也隨著腐蝕強(qiáng)度的增加而減小。(4)基于多尺度有限元分析方法,研究水平冰荷載作用下,海洋平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處的腐蝕和裂紋損傷對(duì)整體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明:處于節(jié)點(diǎn)特殊部位的裂紋損傷才會(huì)對(duì)海洋平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有明顯影響,且隨著裂紋長(zhǎng)度的增加,平臺(tái)強(qiáng)度逐漸減小;同體積腐蝕下,平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)主管上均勻腐蝕對(duì)平臺(tái)強(qiáng)度的削弱程度要比點(diǎn)蝕對(duì)平臺(tái)強(qiáng)度的削弱程度要大;腐蝕和裂紋的聯(lián)合損傷下,平臺(tái)極限強(qiáng)度隨關(guān)鍵位置處裂紋長(zhǎng)度的增加而減小,也隨著腐蝕強(qiáng)度的增加而減小。(5)通過(guò)比較單一腐蝕損傷、單一裂紋損傷和兩種損傷聯(lián)合作用下圓管構(gòu)件、TT型節(jié)點(diǎn)和整體結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)度發(fā)現(xiàn),腐蝕和裂紋聯(lián)合作用下對(duì)結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的削減可以通過(guò)將單一腐蝕損傷對(duì)結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的削減和單一裂紋損傷對(duì)結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的削減相加來(lái)保守估計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U674.38

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 傅靜軍;;77m魷魚(yú)釣船結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析[J];南方農(nóng)機(jī);2019年06期

2 鄭蘭;;破損集裝箱船剩余極限強(qiáng)度的研究[J];武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2017年03期

3 陳俊丹;王德禹;;含裂紋損傷箱型梁剩余扭轉(zhuǎn)極限強(qiáng)度研究[J];艦船科學(xué)技術(shù);2016年07期

4 李景陽(yáng);崔維成;王芳;;中心穿透裂紋板在復(fù)雜載荷作用下的剩余極限強(qiáng)度分析[J];艦船科學(xué)技術(shù);2009年08期

5 李繼才,朱召泉,戚豹,黃正榮;偏心抗剪普通螺栓連接的極限強(qiáng)度計(jì)算法[J];河北理工學(xué)院學(xué)報(bào);2003年02期

6 張錦飛,崔維成;理想化結(jié)構(gòu)單元法的油船結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析[J];中國(guó)造船;2003年04期

7 袁素;袁儉;車平;;閉氣極限強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)對(duì)打好比賽開(kāi)局的影響[J];四川體育科學(xué)學(xué)報(bào);1987年04期

8 張自堅(jiān);;復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下材料極限強(qiáng)度的計(jì)算[J];浙江絲綢工學(xué)院學(xué)報(bào);1987年03期

9 雍致盛;;壓桿極限強(qiáng)度設(shè)計(jì)[J];公路;1987年06期

10 И.Б.Рыжков ,В.М.Еникеез ,何玉佩;縮短樁的靜載試驗(yàn)時(shí)間的可能性研究[J];國(guó)外橋梁;1988年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 師桂杰;Atilla Incecik;王德禹;;含裂紋損傷的船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度分析[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

2 祁恩榮;崔維成;萬(wàn)正權(quán);;大型雙殼油船舶體極限強(qiáng)度比較研究(英文)[A];2005年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

3 林瞳;王醍;王璞;周佳;;半潛平臺(tái)縱剪和縱紐聯(lián)合作用下的極限強(qiáng)度分析[A];2019年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2019年

4 舒鑫;吳劍國(guó);洪英;;破損后船體剩余極限強(qiáng)度的分析[A];紀(jì)念徐秉漢院士船舶與海洋結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

5 李堯;林少芬;;腐蝕疲勞作用下的船舶極限強(qiáng)度可靠性分析[A];2012年全國(guó)機(jī)械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨第四屆可靠性工程分會(huì)第四次全體委員大會(huì)論文集[C];2012年

6 焦甲龍;陳超核;任慧龍;;基于水彈性理論的船舶波浪載荷極值預(yù)報(bào)與結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度評(píng)估[A];2019年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2019年

7 黃樹(shù)煌;林少芬;;船舶總縱極限強(qiáng)度可靠性分析[A];2010年全國(guó)機(jī)械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)暨第四屆可靠性工程分會(huì)第二次全體委員大會(huì)論文集[C];2010年

8 陳占陽(yáng);桂洪斌;吳上宇;;非線性水彈性響應(yīng)長(zhǎng)期預(yù)報(bào)下的HCSR船型極限強(qiáng)度分析[A];2019年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2019年

9 李洪升;張小鵬;沈梧;;海冰抗壓極限狀態(tài)的可靠性分析[A];工程結(jié)構(gòu)可靠性——中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)橋梁及結(jié)構(gòu)工程學(xué)會(huì)結(jié)構(gòu)可靠度委員會(huì)全國(guó)第二屆學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];1989年

10 裴志勇;朱波;張水林;朱志輝;吳衛(wèi)國(guó);;斜浪中船體梁的逐次崩潰行為研究[A];第25屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅱ冊(cè)）[C];2016年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 崔玉忠;GRC飾品物理力學(xué)性能分析[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2003年

2 海英;向極限強(qiáng)度挑戰(zhàn)的輪胎用子午線[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 宋召軍;尺度效應(yīng)和環(huán)境溫度對(duì)船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度的影響研究[D];華中科技大學(xué);2019年

2 趙南;復(fù)雜載荷作用下超大型浮體極限強(qiáng)度研究[D];中國(guó)艦船研究院;2018年

3 江曉俐;基于船舶總縱極限強(qiáng)度的可靠性研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

4 楊平;船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度及破損剩余強(qiáng)度的研究[D];武漢理工大學(xué);2005年

5 王芳;具有裂紋損傷的船舶結(jié)構(gòu)剩余極限強(qiáng)度分析[D];上海交通大學(xué);2007年

6 姬振華;船體結(jié)構(gòu)的靜力極限強(qiáng)度和砰擊動(dòng)力響應(yīng)[D];上海交通大學(xué);2015年

7 師桂杰;集裝箱船船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度研究[D];上海交通大學(xué);2011年

8 張巖;含腐蝕損傷船體結(jié)構(gòu)屈曲評(píng)估方法研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 張婧;艦船結(jié)構(gòu)在爆炸作用下的非線性響應(yīng)及可靠性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

10 李陳峰;破損艦船剩余強(qiáng)度評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 左永青;考慮溫度效應(yīng)的船體結(jié)構(gòu)極限承載能力研究[D];華中科技大學(xué);2019年

2 陳俊丹;船體結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度評(píng)估及剩余強(qiáng)度研究[D];上海交通大學(xué);2016年

3 馬志成;腐蝕和裂紋損傷下海洋平臺(tái)極限強(qiáng)度研究[D];江蘇科技大學(xué);2019年

4 曹廣博;空中爆炸載荷作用下船體結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)及剩余強(qiáng)度研究[D];江蘇科技大學(xué);2019年

5 韋益夫;基于響應(yīng)面法的集裝箱船極限強(qiáng)度可靠性分析[D];上海交通大學(xué);2018年

6 昝森;集裝箱船極限強(qiáng)度評(píng)估及研究[D];上海交通大學(xué);2018年

7 崔震;考慮焊接缺陷的半潛式平臺(tái)橫撐結(jié)構(gòu)極限強(qiáng)度研究[D];上海交通大學(xué);2018年

8 付丹文;火災(zāi)中大型集裝箱船的剩余極限強(qiáng)度研究[D];上海交通大學(xué);2018年

9 陸亞兵;組合載荷作用下含裂紋損傷船體結(jié)構(gòu)剩余極限強(qiáng)度分析[D];上海交通大學(xué);2018年

10 劉書(shū)棟;非均勻腐蝕損傷船體板全生命周期極限強(qiáng)度評(píng)估方法研究[D];大連理工大學(xué);2019年

，

本文編號(hào)：2620598