【摘要】：在低溫及環(huán)境載荷的綜合作用下,極地作業(yè)的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)焊接部件極易發(fā)生裂紋擴(kuò)展及疲勞破壞。現(xiàn)有規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)中缺乏適用于極地低溫條件的焊接疲勞評(píng)價(jià)理論與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,對(duì)焊接疲勞的低溫評(píng)價(jià)理論與方法進(jìn)行研究,對(duì)保障海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全作業(yè)至關(guān)重要。論文首先對(duì)焊接疲勞的評(píng)價(jià)理論進(jìn)行了分析,對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力法的準(zhǔn)確性及部分特性進(jìn)行了研究;其次采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法完成了焊接管節(jié)點(diǎn)的低溫疲勞特性研究,并基于大量疲勞評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)提出適用于焊接管節(jié)點(diǎn)的主S-N曲線的低溫修正模型;最后提出基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力的組合譜分析方法,并完成單點(diǎn)系泊導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)飛濺區(qū)多面管節(jié)點(diǎn)的低溫疲勞評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)應(yīng)力法可應(yīng)用于焊接疲勞的低溫評(píng)價(jià),結(jié)構(gòu)應(yīng)力的計(jì)算過程具有網(wǎng)格不敏感性;幾何尺度和支管角度的增大以及較高的結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平均對(duì)焊接管節(jié)點(diǎn)的低溫疲勞性能產(chǎn)生不利影響;采用主S-N曲線的低溫修正模型進(jìn)行焊接管節(jié)點(diǎn)的低溫疲勞評(píng)價(jià)具有較高的準(zhǔn)確性。420MPa級(jí)結(jié)構(gòu)鋼具有良好的低溫疲勞性能,可為極地作業(yè)的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)的建造提供參考,同時(shí)通過數(shù)值模擬的方法對(duì)ASME標(biāo)準(zhǔn)給出的主S-N曲線進(jìn)行低溫修正具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG405
【圖文】：

意義油氣開采逐漸向有“第二個(gè)中東”之稱的北估結(jié)果[1]，北極地區(qū)待發(fā)現(xiàn)石油總量約 900 ，分別占全球待發(fā)現(xiàn)石油總量與天然氣總量開發(fā)對(duì)緩解資源緊張、促進(jìn)油氣資源合理利資源勘探、開發(fā)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)均需依托海洋件焊接組裝而成，受焊接工藝的影響，焊縫始缺陷，同時(shí)焊縫處由于幾何不連續(xù)現(xiàn)象荷以及環(huán)境載荷的綜合作用下，初始缺陷極影響，并可能造成嚴(yán)重的事故[2]。1969 年，荷作用下發(fā)展為宏觀裂紋，并最終導(dǎo)致主導(dǎo) 年，在北海服役的半潛式平臺(tái)的撐管焊縫致平臺(tái)全部?jī)A覆[3]，如圖 1.1 所示。

中國(guó)石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文( )5, ,100.73 137491 1.8y T y RTT = + + , ,0.91 0.254exp170.646u T u RTT = + S7910 規(guī)范及 stby、XiaoboRen 等人提出的評(píng)估公式可變化的趨勢(shì)是一致的，低溫下鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均研究成果更加保守，如圖 1.2 所示。

1312.46 7.55 8.05ICK = t + T斷裂韌度，kgf·mm-2/3；T 為溫度，℃；t 為鋼板厚度，mn 等人[15]對(duì) 420MPa 級(jí)結(jié)構(gòu)鋼焊接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三點(diǎn)彎曲母材及熱影響區(qū)材料在部分溫度下的斷裂韌度。試驗(yàn)數(shù)據(jù)內(nèi)，420MPa 級(jí)結(jié)構(gòu)鋼焊接結(jié)構(gòu)母材及熱影響區(qū)的斷裂韌小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論分析表明，裂紋擴(kuò)展門檻值與材料屈服強(qiáng)形等因素有關(guān)，低溫通過影響以上參數(shù)對(duì)裂紋擴(kuò)展門檻值金屬材料來說，低溫環(huán)境下裂紋擴(kuò)展門檻值有所增加，降。溫裂紋擴(kuò)展的一般規(guī)律紋擴(kuò)展速率的變化規(guī)律，裂紋擴(kuò)展過程一般可分為近門檻（II 區(qū)）和快速擴(kuò)展區(qū)（III 區(qū)）三個(gè)階段，如圖 1.3 所示

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4 易湘舒;多年凍土地區(qū)瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料路用性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2790343