【摘要】：海洋結(jié)構(gòu)物工作環(huán)境惡劣，多處于風(fēng)、波浪、海流復(fù)合作用下的場合。在這些載荷的長期作用下海洋結(jié)構(gòu)物會產(chǎn)生疲勞損傷，隨著疲勞損傷的累積會造成結(jié)構(gòu)物的失效，產(chǎn)生安全隱患和經(jīng)濟損失。因此，對海洋結(jié)構(gòu)物疲勞損傷破壞的研究意義重大。風(fēng)、波浪、海流的復(fù)合作用使海洋結(jié)構(gòu)物的受力呈現(xiàn)出多軸性，因此疲勞損傷也相應(yīng)的表現(xiàn)為多軸性。相對于以往關(guān)于單軸疲勞的研究，多軸疲勞更加貼合海洋結(jié)構(gòu)物的實際工作情況，因此能更準(zhǔn)確的反映出其疲勞破壞機制。 大多數(shù)的海洋結(jié)構(gòu)物都是由鋼管焊接的，在管結(jié)點處鋼管通過焊縫相互連接，由于管結(jié)點的結(jié)構(gòu)形式以及焊接方面的影響，相貫線附近非常容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，管結(jié)點的安全與否直接影響海洋平臺的安全性能，管結(jié)點結(jié)構(gòu)的疲勞破壞、脆性斷裂會直接導(dǎo)致海洋結(jié)構(gòu)物的失效，是海洋結(jié)構(gòu)物關(guān)鍵的部位同時也是薄弱部分。為此，結(jié)合其工作環(huán)境，，研究其多軸疲勞損傷具有重要意義。 隨著海洋結(jié)構(gòu)物的工作環(huán)境越來越深、海況越來越惡劣，找到一個與實際工況相符的多軸載荷模型以用于管結(jié)點結(jié)構(gòu)的多軸疲勞分析及壽命預(yù)測是至關(guān)重要的。多軸疲勞的演化機制至今還有一些問題需要解決，沒有形成學(xué)術(shù)界公認(rèn)的理論體系。 本文根據(jù)現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)以及試驗結(jié)果，主要討論了海流、波浪載荷的數(shù)學(xué)模型，通過推導(dǎo)得出了它們對海洋柱狀物載荷作用的計算方式。由于海洋結(jié)構(gòu)物管結(jié)點大都工作在水面以下，因此借助Ansys軟件建立起海洋平臺模型并對其施加海洋載荷分析其動態(tài)、靜態(tài)性能，并提取其中一段單獨的K型管進行多軸應(yīng)力及疲勞分析。初步討論了在不同形式的多軸載荷之下，管結(jié)點的應(yīng)力及疲勞壽命分布，著重研究了與實際情況最貼切的多軸載荷情況下K型管焊縫位置的應(yīng)力和疲勞壽命特性，最后又計算了初始裂紋存在下材料的應(yīng)力強度因子。通過本論文的仿真研究工作，為后續(xù)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)物多軸疲勞的仿真研究提供了前期鋪墊。
【圖文】：

起許多次生災(zāi)害和衍生災(zāi)害。來，隨著陸上能源消耗量日益增大能源總量急劇減少，海洋能國家獲取能源的新領(lǐng)域，相關(guān)的技術(shù)與設(shè)備發(fā)展迅速。但是現(xiàn)階洋環(huán)境的研究于認(rèn)識還不夠深入和徹底，因此海洋裝備的壽命環(huán)境嚴(yán)峻的考驗。洋結(jié)構(gòu)物疲勞研究背景結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價昂貴，而且在海洋中容易受甚至是地震的威脅，與陸地結(jié)構(gòu)相比，它們所處的環(huán)境十分復(fù)雜資源的開發(fā)是一項投資高、風(fēng)險大、技術(shù)復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)。由于諸洋結(jié)構(gòu)物是進行海上資源開采所依托的平臺，因此它們的穩(wěn)定上資源的獲得，還會影響社會的經(jīng)濟利益和人們的生命安全。

海洋結(jié)構(gòu)物管結(jié)點多軸疲勞仿真研究 年 J.V.Palmgren[3]研究了滾珠的壽命與其滾轉(zhuǎn)次數(shù)是否成正傷累積的猜想。M.A.Miner[4]于 1945 年對 J.V.Palmgren 的線了發(fā)展和完善。他們根據(jù)該理論總結(jié)歸納出 Palmgren-Miner 該理論以 S-N 曲線為基礎(chǔ)，如圖 1-2。他認(rèn)為材料所承受的載勞壽命造成影響，每一個載荷的作用歷程都會消耗材料一部分載荷所消耗的疲勞壽命大于材料總的疲勞壽命時，材料就會
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P742

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 高樺;多軸疲勞研究[J];機械強度;1996年01期

2 尚德廣,姚衛(wèi)星,王德俊,徐灝,平安;一種統(tǒng)一的多軸疲勞損傷參量[J];固體力學(xué)學(xué)報;1999年03期

3 劉杰鳴;深水導(dǎo)管架中有加強環(huán)管結(jié)點的沖剪計算及RING程序介紹[J];中國海洋平臺;1994年Z1期

4 尚德廣,王德俊,姚衛(wèi)星;多軸非線性連續(xù)疲勞損傷累積模型的研究[J];固體力學(xué)學(xué)報;1999年04期

5 趙少汴;多軸疲勞的應(yīng)變—壽命曲線[J];機械強度;1999年04期

6 尚德廣,王大康,李明;基于臨界面法的缺口件多軸疲勞壽命預(yù)測[J];機械強度;2003年02期

7 呂英民;管結(jié)點柔性對桿件屈曲載荷的影響[J];石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1984年02期

8 尚德廣,姚衛(wèi)星,王德俊;拉扭復(fù)合加載下循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的研究[J];應(yīng)用力學(xué)學(xué)報;1999年03期

9 王雷,王德俊;多軸疲勞壽命預(yù)測及驗證[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年02期

10 王雷,王德俊;一種隨機多軸疲勞的壽命預(yù)測方法[J];機械強度;2003年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王麗梅;高增梁;蔣炎堯;王效貴;;2024-T4鋁合金多軸疲勞[A];壓力容器先進技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

2 劉德剛;;車輪輻板表面應(yīng)力狀態(tài)及多軸疲勞壽命分析[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

3 劉宇杰;康國政;高慶;;一種考慮棘輪-疲勞交互作用的多軸應(yīng)力疲勞失效模型[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

4 劉克格;張書明;閻楚良;尚德廣;;多軸疲勞壽命預(yù)測方法研究[A];北京力學(xué)學(xué)會第12屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2006年

5 邱悅;曲先強;任慧龍;高明;;雙體船的多軸疲勞分析[A];2009年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨中國船舶學(xué)術(shù)界進入ISSC30周年紀(jì)念會論文集[C];2009年

6 薛啟超;鄒廣平;;多軸高周疲勞應(yīng)力準(zhǔn)則的二階疲勞可靠度分析[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

7 尚德廣;孫國芹;陳建華;蔡能;王建國;王連慶;王紅纓;唐俊武;;常溫與高溫環(huán)境下多軸疲勞壽命預(yù)測研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

8 何國球;莫德鋒;朱正宇;胡正飛;劉曉山;張衛(wèi)華;;非比例載荷下Al-7Si-0．3Mg合金的循環(huán)特性及微觀機理[A];第十四屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

9 王建國;王紅纓;康永林;尚德廣;;GH4169合金高溫多軸疲勞斷口形貌分析[A];第七屆全國MTS材料試驗學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2007年

10 王英玉;姚衛(wèi)星;;雙軸加載下缺口疲勞裂紋萌生位置的研究[A];第十二屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 近水;DNV以創(chuàng)新軟件服務(wù)業(yè)界[N];中國企業(yè)報;2009年

2 記者 陳佳南;華南理工船海系喜慶50華誕[N];中國船舶報;2008年

3 汪魯迅　馮英明;破解軍港混凝土延壽的“基因密碼”[N];解放軍報;2009年

4 曉明;面向科研 面向?qū)嶋H[N];中國船舶報;2000年

5 記者 張銀炎;上海交大動力定位系統(tǒng)自主研發(fā)成效顯著[N];中國船舶報;2009年

6 本報記者 胡榮山;人才攻略[N];中國交通報;2001年

7 劉元芳　記者　姜言東;大連理工學(xué)科建設(shè)呈現(xiàn)三大變化[N];中國教育報;2002年

8 記者 李楠;STX大連發(fā)動機和STX重工撫順發(fā)動機工廠竣工[N];大連日報;2009年

9 記者 張Z

本文編號：2607687