含裂紋T型板安全性評估與疲勞壽命估算.pdf

1、海洋平臺起重機工作等級高，年檢中有時會發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋，但是海洋平臺起重機維修成本高、周期長，期間嚴重影響平臺生產(chǎn)效率，故對含裂紋結(jié)構(gòu)進行安全性評估具有重要意義。失效評定圖(FAD)常用來評估焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋后的安全性，BS7910標準中給出了三個等級的評估方法，隨著評估等級增加，求解精度提高，所需要的數(shù)據(jù)也更多。該標準在壓力容器和石油管道安全性評估中應(yīng)用廣泛，取得了很好的經(jīng)濟效益，鑒于此海洋工程和船舶等領(lǐng)域也在探索應(yīng)用。本文利用邵永波實測

2、的材料性能數(shù)據(jù)，結(jié)合ABAQUS軟件，對含裂紋T型板的安全性評估適用性進行了研究。在確定含裂紋T型板結(jié)構(gòu)可按照失效評定圖進行安全性評估后，對不同尺寸的穿透裂紋進行了安全性評估，給出了一定裂紋尺寸下的臨界載荷，并計算了在給定應(yīng)力譜下，由初始裂紋擴展至臨界裂紋的疲勞壽命。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴詳細地介紹了英國標準BS7910的各個評估等級，及其進行安全性評估所必需的數(shù)據(jù)。⑵通過數(shù)值模擬和部分解析計算研究了線彈性和彈塑性分析時裂紋

3、尖端單元的選取情況，為準確計算J積分提供了依據(jù)。⑶按照BS7910標準中構(gòu)建3C級失效評定曲線的方法，構(gòu)建了不同裂紋尺寸下含穿透裂紋和含表面裂紋的T型板結(jié)構(gòu)在均勻拉伸載荷下的3C級失效評定曲線。⑷通過對比構(gòu)建的3C級失效評定曲線與常規(guī)的2A級失效評定曲線，得出T型板可按照BS7910標準進行安全性評估，且2A級失效評定曲線更加保守，然后按照2A級的失效評定曲線對含穿透裂紋T型板進行了安全性評估，給出了相應(yīng)的臨界載荷。⑸對于給定應(yīng)力譜，按