原文传递
海洋平台加强型管节点结构应力分析方法研究
| 论文题名： | 海洋平台加强型管节点结构应力分析方法研究 |
| 关键词： | 海洋平台;圆管焊接结构;加强型管节点;循环载荷;结构应力;疲劳裂纹 |
| 摘要： | 圆管焊接结构是海洋工程中十分常见的典型连接形式。由于在管节点焊缝处的焊接接口有缺陷且结构不连续，所以在风、浪、流等复杂的海洋环境下，在管节点焊缝处极易产生应力集中，这种位置在循环载荷作用下容易产生疲劳裂纹，继而扩展甚至断裂，影响到海洋工程结构的安全。因此在实际工程中，大多会对此处进行局部加强。 在计算焊接结构的疲劳寿命时，实际工程中通常采用热点应力方法(Hot Spot Stress-HSS)。这种方法只关注结构表面应力的大小，但是忽略了应力沿管壁厚度方向的影响。因为沿管壁厚度方向的应力会对焊接接口的疲劳寿命产生一定的影响，因此采用基于表面应力的外推插值的热点应力方法在计算焊缝处应力时存在一定的误差。目前，基于热点应力的有限元模型分析在实际工程中通常采用壳单元计算管节点焊缝处应力，忽略了焊缝对于管节点的影响。三维实体单元能够更加准确地反映焊缝处的几何尺寸及形状，对于比较复杂的焊接结构，采用三维实体单元能够使计算结果的精度提高。 本文选取工程上最常用的主管环口板加固的T型管节点作为研究对象，采用一种最新提出的疲劳应力评估方法即零点结构应力法对焊接结构管节点焊缝处的结构应力进行计算。由于三维实体单元相较壳单元具有更高的精度，因此本文采用20节点实体单元SOLID95来建模。零点结构应力方法考虑了应力沿着管壁厚度方向上的梯度影响，提取厚度方向上非线性峰值应力为零的节点作为应力评估点，以该节点处的结构应力作为焊缝处的疲劳评估应力。在此基础上，将热点应力法与零点结构应力法对加强型T型管节点的应力分布计算结果进行对比；将零点结构应力法对加强型T型管节点和不含有加固结构的T型管节点的应力分布结果进行对比，并对零点结构应力曲线进行参数化公式拟合，得到参数化公式，以便应用到实际工程之中。 |
| 作者： | 沈安阳 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 黄一 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
