船舶與海洋工程焊接結構多軸疲勞研究.pdf

1、在船舶與海洋工程實際中，多數(shù)的焊接結構是處于多軸疲勞損傷狀態(tài)。引起焊接結構多軸疲勞的原因主要有三個方面:一是焊接結構本身受到不同類型載荷的聯(lián)合作用;二是焊接部位復雜的幾何外形，三是復雜的焊接殘余應力場，導致局部區(qū)域處于多向應力狀態(tài)。而至今人們過于集中研究簡單的單軸疲勞問題，是導致疲勞斷裂事故仍未得到完全控制的主要原因之一。大量研究結果表明，多軸疲勞在損傷機理上就和單軸疲勞存在較大差異，傳統(tǒng)的單軸疲勞理論已經(jīng)遠遠滿足不了復雜焊接結構疲勞強

2、度設計和評估方面的需要。因此，研究復雜焊接結構多軸疲勞機理，建立能夠應用于工程實際的焊接結構多軸疲勞強度評估方法已成為將來的發(fā)展趨勢。
　　目前，規(guī)范上還沒有多軸疲勞評估的方法。國際上雖然提出了多種多軸疲勞壽命評估方法，但是還沒有方法可以應用于實際的復雜焊接結構，尤其是對于遭受復雜交變載荷作用的船舶與海洋工程結構。其主要原因是現(xiàn)有的方法難以處理焊趾處復雜且不斷變化的應力狀態(tài)。另外，當前國際上多數(shù)的多軸疲勞方法均重點研究復雜載荷工況

3、對焊接結構多軸疲勞壽命的影響，對焊接殘余應力的關注也較少。
　　本文工作主要分為兩個方面，首先針對現(xiàn)有方法難以處理焊趾處復雜交變應力狀態(tài)的問題，提出了使用焊趾處沿板厚方向非線性峰值應力為零的位置作為焊接接頭的疲勞評估點，可以直接計算焊趾處復雜應力狀態(tài)，能夠和多軸疲勞理論相結合，實現(xiàn)復雜結構的多軸疲勞評估，通過理論分析和數(shù)值計算驗證了提出的方法用于多軸疲勞強度預測的可行性和正確性，比傳統(tǒng)熱點應力法更準確;其次針對當前多軸疲勞準則不考