【摘要】：海洋平臺(tái)導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)位于危險(xiǎn)水域，在風(fēng)、浪、流、冰、地震、腐蝕等工作環(huán)境下，承受著復(fù)雜的疲勞損傷循環(huán)負(fù)荷。其中管節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)之間的載荷傳遞，因此，海洋平臺(tái)的服役壽命常常取決于其管節(jié)點(diǎn)保持完整性的能力。在設(shè)計(jì)階段，通過S-N曲線逼近的方法峰值應(yīng)力通常被用來估算管節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命，但是在斷裂力學(xué)中考慮海洋管結(jié)構(gòu)的剩余使用壽命，我們還需要知道在預(yù)期的裂紋路徑下應(yīng)力的分布狀態(tài)。 到目前為止，對(duì)海洋平臺(tái)管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力計(jì)算還沒有形成規(guī)范，仍然在探討中。本文選取最具有代表性的T型、X型、Y型、K型和TK型管節(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象，通過有限元模型的直接計(jì)算法，研究接頭處的應(yīng)力集中系數(shù)分布。分析支管六個(gè)自由度的約束條件和受載方式，，基于ABAQUS計(jì)算管節(jié)點(diǎn)在各種載荷下的應(yīng)力分布，尤其關(guān)注幾何學(xué)上的最危險(xiǎn)地帶——管筒十字交叉點(diǎn)處的應(yīng)力集中系數(shù)。 本文根據(jù)六種基本情況下管節(jié)點(diǎn)的有限元分析結(jié)果，指出管節(jié)點(diǎn)所受到的應(yīng)力最大、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度最薄弱的位置區(qū)域和其對(duì)應(yīng)的應(yīng)力集中系數(shù)，并且進(jìn)一步繪制出應(yīng)力集中系數(shù)曲線，可以直觀看出各種管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布趨勢(shì)，為海洋平臺(tái)導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)在復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)力分析提供了基礎(chǔ)可行的方法。最后，通過研究彎曲剛度系數(shù)τ的變化對(duì)管筒十字交叉點(diǎn)處產(chǎn)生的最大應(yīng)力的變化，指出了彎曲剛度系數(shù)τ對(duì)管節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)分布的影響，對(duì)管節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：P75

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2592918