管節(jié)點作為海洋工程焊接結(jié)構(gòu)一種最主要的結(jié)構(gòu)形式,它的疲勞問題一直以來都受到人們的關注。在海洋工程實際中由于風、浪、流的交互作用,管節(jié)點部位的應力狀態(tài)一般是多軸交變的。目前海洋工程業(yè)內(nèi)普遍使用單軸疲勞理論對其疲勞強度進行校核,而多軸疲勞壽命研究較少。管節(jié)點焊縫周圍不僅處于多軸應力狀態(tài)并且有較大的應力梯度和應力集中。基于單軸疲勞理論的壽命評估常常導致預測結(jié)果分散性較大。因此對于管節(jié)點,對其多軸疲勞特性進行研究分析,建立符合工程實際的海洋工程焊接管節(jié)點的多軸疲勞評估方法,對于保證海洋結(jié)構(gòu)物的安全具有重要意義。本文從解決傳統(tǒng)熱點應力法應用于管節(jié)點疲勞強度評估中存在的問題出發(fā),引進一種新的疲勞評估應力計算方法---零點結(jié)構(gòu)應力法。結(jié)合多軸疲勞最新研究成果,采用理論分析與有限元相結(jié)合的方式,研究建立K型管節(jié)點的多軸疲勞評估方法。首先,建立了考慮焊縫的精細有限元模型,并對模型的計算精確性進行了驗證�；诹泓c結(jié)構(gòu)應力法,對K型管節(jié)點的應力分布進行了分析,給出了相貫線上各個角度位置在厚度方向的應力分布。通過有限元數(shù)值計算結(jié)果,獲得了基于零點結(jié)構(gòu)應力法的K型管節(jié)點在軸向平衡載荷下的應力分布規(guī)律。并對該應力... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展
        1.2.1 管節(jié)點SCF研究現(xiàn)狀
        1.2.2 疲勞評估應力研究現(xiàn)狀
        1.2.3 船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)物多軸疲勞研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 零點結(jié)構(gòu)應力與多軸疲勞準則
    2.1 零點結(jié)構(gòu)應力
        2.1.1 管節(jié)點零點結(jié)構(gòu)應力定義
        2.1.2 零點結(jié)構(gòu)應力法優(yōu)勢概述
        2.1.3 管節(jié)點零點結(jié)構(gòu)應力及零點位置計算流程
    2.2 多軸疲勞準則
        2.2.1 傳統(tǒng)多軸疲勞準則
        2.2.2 基于臨界面理論的多軸疲勞準則
        2.2.3 MWCM方法介紹
    2.3 管節(jié)點零點結(jié)構(gòu)應力聯(lián)合MWCM法疲勞壽命評估流程
    2.4 本章小結(jié)
3 基于零點結(jié)構(gòu)應力的應力分布計算及多軸應力分析
    3.1 K型管節(jié)點有限元建模
        3.1.1 K型管節(jié)點幾何尺寸
        3.1.2 K型管節(jié)點焊縫模擬及網(wǎng)格劃分
    3.2 K型管節(jié)點有限元模型數(shù)值分析
        3.2.1 K型管節(jié)點模型精度驗證
        3.2.2 K型管節(jié)點有限元收斂性分析
        3.2.3 K型管節(jié)點SCFzp及ZP分布規(guī)律
    3.3 K型管節(jié)點多軸應力狀態(tài)分析
    3.4 本章小結(jié)
4 基于零點結(jié)構(gòu)應力的參數(shù)公式擬合及組合載荷下分布規(guī)律分析
    4.1 幾何參數(shù)對K型管節(jié)點SCFzp及ZP的影響分析
        4.1.1 參數(shù)α與β對SCFzp及ZP的影響分析
        4.1.2 參數(shù)γ與τ對SCFzp及ZP的影響分析
        4.1.3 參數(shù)θ對SCFzp及ZP的影響分析
    4.2 軸向平衡載荷下K型管節(jié)點零點結(jié)構(gòu)應力集中系數(shù)參數(shù)公式
        4.2.1 參數(shù)方程擬合
        4.2.2 參數(shù)方程驗證
    4.3 K型管節(jié)點多軸載荷下的應力場分布規(guī)律分析
        4.3.1 AX+IPB組合載荷下SCFzp及ZP分布規(guī)律
        4.3.2 AX+OPB組合載荷下SCFzp及ZP分布規(guī)律
        4.3.3 組合載荷下應力集中系數(shù)比較
    4.4 本章小結(jié)
5 基于零點結(jié)構(gòu)應力的K型管節(jié)點多軸疲勞壽命評估
    5.1 基于傳統(tǒng)多軸準則的S-N曲線擬合
        5.1.1 管-板焊接接頭名義應力試驗數(shù)據(jù)
        5.1.2 管-板焊接接頭零點結(jié)構(gòu)應力集中系數(shù)計算
        5.1.3 多軸疲勞S-N曲線擬合
    5.2 K型管節(jié)點多軸疲勞壽命評估
        5.2.1 基于傳統(tǒng)多軸準則的壽命評估
        5.2.2 基于MWMC法的多軸疲勞壽命評估
    5.3 單軸與多軸疲勞壽命評估比較
        5.3.1 基于單軸理論的CIDECT規(guī)范推薦做法
        5.3.2 單軸與多軸疲勞評估對比分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
碩士論文
[1]基于多軸準則的焊接接頭缺口疲勞壽命分析[D]. 劉斌.西南交通大學 2017
[2]海洋平臺起重機轉(zhuǎn)臺焊縫多軸疲勞壽命評估[D]. 楊智棕.大連理工大學 2015
[3]焊接管節(jié)點應力分布規(guī)律評估新方法研究[D]. 趙曉玲.大連理工大學 2015
[4]船舶與海洋工程焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞研究[D]. 劉英芳.大連理工大學 2014
[5]小水線面雙體船多軸高周疲勞評估方法研究[D]. 劉金勇.哈爾濱工程大學 2013
[6]基于臨界面法的焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞強度研究[D]. 趙一陽.大連理工大學 2010
[7]多體船連接橋的多軸疲勞分析[D]. 邱悅.哈爾濱工程大學 2010
[8]海洋平臺結(jié)構(gòu)中K型管節(jié)點疲勞強度分析[D]. 梁園華.大連理工大學 2002



本文編號：3152846