考慮平面外應力系泊鋼鏈環(huán)疲勞損傷數(shù)值計算.pdf

1、在惡劣海洋環(huán)境中長期工作的錨鏈，在風、浪、流等復雜海洋環(huán)境載荷的作用下，勢必會發(fā)生磨損損傷、腐蝕損傷等影響錨鏈強度和安全性能的現(xiàn)象。從載荷類型來說，錨鏈會受到拉伸、彎曲等不同類型載荷的作用。國內(nèi)外對受到拉伸載荷作用下錨鏈的性能研究進行十分廣泛，但對承受彎曲載荷特別是平面外彎曲載荷作用下錨鏈的性能研究則較少。錨鏈鏈環(huán)在導纜孔位置處，由于浮式平臺牽連運動導致其經(jīng)常會受到平面外彎曲荷載的作用并可能產(chǎn)生破壞。因此，對錨鏈在平面外彎曲載荷作用下鏈

2、環(huán)的應力特性和疲勞性能進行研究十分重要。
　　本文主要研究分析的是錨鏈在不同平面外彎曲載荷下的應力分布及接觸特性，以及平面外彎曲載荷作用下的磨損與腐蝕累積損傷應力分析以及累計損傷疲勞壽命分析，并比較不同平面外彎曲角度下的結(jié)果區(qū)別。
　　首先通過大型有限元軟件ANSYS WORKBENCH16.2建立有限元模型，并分別對R4級124mm直徑無擋錨鏈進行不同平面外彎曲角度的力學分析，比較應力分布的差異性。分析發(fā)現(xiàn)，不同載荷作用下

3、最大應力近似相同，但在錨鏈由直線棒體向冠部區(qū)域（接觸區(qū)域）過渡的肩部區(qū)域應力分布差異較大，且隨著平面外彎曲角度的增加，此區(qū)域應力遠離彎曲方向的一側(cè)應力值增加明顯，另一側(cè)區(qū)域則呈現(xiàn)相反變化的趨勢。
　　然后根據(jù)Archard磨損理論和微動磨損對錨鏈的磨損量進行計算，進一步結(jié)合錨鏈的均勻腐蝕速率模型，對錨鏈長期工作于海洋環(huán)境中的腐蝕和磨損聯(lián)合作用進行數(shù)值模擬。
　　最后基于修正的S-N曲線，對鏈環(huán)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命（結(jié)構(gòu)達到破壞所需