本文關(guān)鍵詞：基于臨界面法的焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：多數(shù)的焊接結(jié)構(gòu)在海洋工程實(shí)際中是處于多軸疲勞損傷狀態(tài)。但是,到目前為止對(duì)于較為簡(jiǎn)單的單軸疲勞損傷問(wèn)題進(jìn)行過(guò)于集中的研究,是導(dǎo)致疲勞斷裂事故仍未得到完全控制的主要原因之一。在損傷機(jī)理上,單軸疲勞和多軸疲勞就存在較大差異,多軸疲勞也比單軸疲勞更加接近工程實(shí)際。對(duì)多軸疲勞的研究可以豐富實(shí)際工程中對(duì)于疲勞損傷機(jī)理和失效過(guò)程的認(rèn)識(shí),也可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)的單軸疲勞理論在復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)和評(píng)估方面的不足。雖然目前在船舶與海洋工程領(lǐng)域,多軸疲勞壽命校核方法尚未得到廣泛的應(yīng)用,但是應(yīng)用多軸疲勞的方法來(lái)校核海洋結(jié)構(gòu)物的疲勞壽命必然是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 本文旨在進(jìn)行焊接接頭處的復(fù)雜交變應(yīng)力狀態(tài)分析以及提出一種多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法,該方法基于雙參數(shù)臨界面法和等效熱點(diǎn)應(yīng)力法。雙參數(shù)臨界面法是基于臨界面理論的多軸疲勞分析方法,該方法應(yīng)用單晶體循環(huán)形變理論和裂紋萌生平面的概念來(lái)解釋多軸疲勞損傷的物理意義。該方法可以通過(guò)對(duì)有限元的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單的后處理來(lái)進(jìn)行多軸疲勞壽命預(yù)測(cè),因而非常便于工程應(yīng)用。等效熱點(diǎn)應(yīng)力法是通過(guò)直接分析焊趾處零點(diǎn)位置的應(yīng)力狀態(tài)來(lái)對(duì)焊接接頭處的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。本文將二者相結(jié)合,以鋼制和鋁制法蘭管焊接結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象,運(yùn)用有限元數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行具有足夠精度的體單元建模,根據(jù)彈性力學(xué)的相關(guān)知識(shí)對(duì)有限元加載計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理,從而獲取多軸疲勞損傷參量。然后運(yùn)用本文提出的預(yù)測(cè)方法來(lái)預(yù)測(cè)在不同路徑載荷(純彎、純扭、彎扭比例組合,具有90度相位差的彎扭非比例組合)作用下焊接接頭的多軸疲勞壽命。最后,將預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了該方法的可行性與精度。 本文將等效熱點(diǎn)應(yīng)力法與雙參數(shù)臨界面法相結(jié)合,提出了一種評(píng)估多軸疲勞壽命的方法,它對(duì)于鋼制和鋁制焊接結(jié)構(gòu)的疲勞壽命評(píng)估非常有效。與雙參數(shù)臨界面法相比,該方法更加便于工程應(yīng)用,預(yù)測(cè)結(jié)果也更加可靠。
【關(guān)鍵詞】：多軸疲勞 焊接結(jié)構(gòu) 雙參數(shù)臨界面法 等效熱點(diǎn)應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U661.43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)8-14
• 1.2.1 多軸疲勞形成機(jī)理9-10
• 1.2.2 多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法10-12
• 1.2.3 多軸疲勞試驗(yàn)12-13
• 1.2.4 總結(jié)13-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 1.3.1 雙參數(shù)臨界面法的數(shù)值模擬14-15
• 1.3.2 焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法15-16
• 2 雙參數(shù)臨界面理論及損傷評(píng)估方法16-27
• 2.1 基于單晶體循環(huán)形變理論的多軸疲勞損傷理論16-18
• 2.2 雙參數(shù)臨界面法的多軸疲勞損傷參量18-21
• 2.3 雙參數(shù)臨界面法的控制方程21-25
• 2.4 雙參數(shù)臨界面法的評(píng)估過(guò)程25-27
• 3 雙參數(shù)臨界面法數(shù)值模擬27-43
• 3.1 有限元模型及載荷的確定27-29
• 3.2 鋁制構(gòu)件壽命預(yù)測(cè)29-38
• 3.2.1 純彎載荷加載30-32
• 3.2.2 純扭載荷加載32-34
• 3.2.3 比例載荷加載34-36
• 3.2.4 非比例載荷加載36-38
• 3.3 鋼制構(gòu)件壽命預(yù)測(cè)38-41
• 3.4 小結(jié)41-43
• 4 焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法43-55
• 4.1 等效熱點(diǎn)應(yīng)力43-44
• 4.2 鋼制構(gòu)件壽命預(yù)測(cè)44-51
• 4.3 鋁制構(gòu)件壽命預(yù)測(cè)51-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 附錄A 離散路徑下不同平面的應(yīng)力值(部分)59-69
• 基金項(xiàng)目信息69-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：255106