【摘要】：在低溫及環(huán)境載荷的綜合作用下,極地作業(yè)的海洋平臺結構焊接部件極易發(fā)生裂紋擴展及疲勞破壞�，F(xiàn)有規(guī)范及標準中缺乏適用于極地低溫條件的焊接疲勞評價理論與設計準則,對焊接疲勞的低溫評價理論與方法進行研究,對保障海洋平臺結構的安全作業(yè)至關重要。論文首先對焊接疲勞的評價理論進行了分析,對結構應力法的準確性及部分特性進行了研究;其次采用結構應力法完成了焊接管節(jié)點的低溫疲勞特性研究,并基于大量疲勞評價數(shù)據(jù)提出適用于焊接管節(jié)點的主S-N曲線的低溫修正模型;最后提出基于結構應力的組合譜分析方法,并完成單點系泊導管架結構飛濺區(qū)多面管節(jié)點的低溫疲勞評價。研究結果表明,結構應力法可應用于焊接疲勞的低溫評價,結構應力的計算過程具有網(wǎng)格不敏感性;幾何尺度和支管角度的增大以及較高的結構應力水平均對焊接管節(jié)點的低溫疲勞性能產生不利影響;采用主S-N曲線的低溫修正模型進行焊接管節(jié)點的低溫疲勞評價具有較高的準確性。420MPa級結構鋼具有良好的低溫疲勞性能,可為極地作業(yè)的海洋平臺結構的建造提供參考,同時通過數(shù)值模擬的方法對ASME標準給出的主S-N曲線進行低溫修正具有一定的工程應用價值。
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG405
【圖文】：

意義油氣開采逐漸向有“第二個中東”之稱的北估結果[1]，北極地區(qū)待發(fā)現(xiàn)石油總量約 900 ，分別占全球待發(fā)現(xiàn)石油總量與天然氣總量開發(fā)對緩解資源緊張、促進油氣資源合理利資源勘探、開發(fā)、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)均需依托海洋件焊接組裝而成，受焊接工藝的影響，焊縫始缺陷，同時焊縫處由于幾何不連續(xù)現(xiàn)象荷以及環(huán)境載荷的綜合作用下，初始缺陷極影響，并可能造成嚴重的事故[2]。1969 年，荷作用下發(fā)展為宏觀裂紋，并最終導致主導 年，在北海服役的半潛式平臺的撐管焊縫致平臺全部傾覆[3]，如圖 1.1 所示。

中國石油大學（北京）碩士學位論文( )5, ,100.73 137491 1.8y T y RTT = + + , ,0.91 0.254exp170.646u T u RTT = + S7910 規(guī)范及 stby、XiaoboRen 等人提出的評估公式可變化的趨勢是一致的，低溫下鋼材屈服強度和抗拉強度均研究成果更加保守，如圖 1.2 所示。

1312.46 7.55 8.05ICK = t + T斷裂韌度，kgf·mm-2/3；T 為溫度，℃；t 為鋼板厚度，mn 等人[15]對 420MPa 級結構鋼焊接結構進行了三點彎曲母材及熱影響區(qū)材料在部分溫度下的斷裂韌度。試驗數(shù)據(jù)內，420MPa 級結構鋼焊接結構母材及熱影響區(qū)的斷裂韌小。試驗數(shù)據(jù)及理論分析表明，裂紋擴展門檻值與材料屈服強形等因素有關，低溫通過影響以上參數(shù)對裂紋擴展門檻值金屬材料來說，低溫環(huán)境下裂紋擴展門檻值有所增加，降。溫裂紋擴展的一般規(guī)律紋擴展速率的變化規(guī)律，裂紋擴展過程一般可分為近門檻（II 區(qū)）和快速擴展區(qū)（III 區(qū)）三個階段，如圖 1.3 所示

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本文編號：2790343