【摘要】：極限強度評估是船舶與海洋結(jié)構(gòu)物設(shè)計過程中的重要環(huán)節(jié)。焊接技術(shù)由于其優(yōu)點眾多而被廣泛應(yīng)用于船舶與海洋結(jié)構(gòu)物的制造過程,由此形成的焊接殘余應(yīng)力與變形會對結(jié)構(gòu)物的極限強度產(chǎn)生重要影響。本文采用熱彈塑性有限元法,對半潛式海洋平臺橫撐結(jié)構(gòu)的焊接殘余應(yīng)力及變形進行模擬,并在此基礎(chǔ)上采用Riks法計算了存在焊接初始缺陷的橫撐結(jié)構(gòu)縱向壓縮極限強度,分析對比了焊接順序?qū)M撐結(jié)構(gòu)焊接初始缺陷及其極限強度的影響,以及有無焊接初始缺陷和橫向載荷對橫撐結(jié)構(gòu)極限強度的影響。主要工作如下:(1)對國內(nèi)外焊接初始缺陷數(shù)值模擬、船體結(jié)構(gòu)極限強度及海洋平臺結(jié)構(gòu)極限強度的研究現(xiàn)況進行總結(jié)。介紹順序耦合熱彈塑性有限元方法的基本原理及Shell/solid模型的原理,并對非線性有限元極限強度計算方法——Riks法進行闡釋。(2)選取海洋平臺橫撐的三段典型結(jié)構(gòu)為研究對象,綜合運用分段移動熱源、溫度場映射技術(shù)、Shell/solid模型建模等技術(shù),研究了不同焊接順序?qū)M撐結(jié)構(gòu)殘余應(yīng)力與變形的影響。計算結(jié)果表明,先焊接環(huán)向筋比先焊縱向筋所產(chǎn)生的焊接變形與殘余應(yīng)力均較小。(3)采用Riks法計算了有無焊接初始缺陷及不同焊接順序下橫撐結(jié)構(gòu)的縱向壓縮極限強度,分析了焊接初始缺陷及焊接順序?qū)M撐結(jié)構(gòu)極限強度的影響。計算結(jié)果表明焊接初始缺陷使得橫撐結(jié)構(gòu)更易發(fā)生局部屈曲,而焊接順序?qū)M撐結(jié)構(gòu)的極限強度影響較小。(4)結(jié)合海洋平臺實際工作狀態(tài),計算了不同水深下橫撐結(jié)構(gòu)的極限強度。計算結(jié)果顯示,橫撐結(jié)構(gòu)的極限強度隨著水深的增加而增加。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U674.38;U661.43

【參考文獻】

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本文編號：2738250