海洋結(jié)構(gòu)物管結(jié)點(diǎn)多軸疲勞仿真研究.pdf

1、海洋結(jié)構(gòu)物工作環(huán)境惡劣，多處于風(fēng)、波浪、海流復(fù)合作用下的場(chǎng)合。在這些載荷的長(zhǎng)期作用下海洋結(jié)構(gòu)物會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷，隨著疲勞損傷的累積會(huì)造成結(jié)構(gòu)物的失效，產(chǎn)生安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)海洋結(jié)構(gòu)物疲勞損傷破壞的研究意義重大。風(fēng)、波浪、海流的復(fù)合作用使海洋結(jié)構(gòu)物的受力呈現(xiàn)出多軸性，因此疲勞損傷也相應(yīng)的表現(xiàn)為多軸性。相對(duì)于以往關(guān)于單軸疲勞的研究，多軸疲勞更加貼合海洋結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作情況，因此能更準(zhǔn)確的反映出其疲勞破壞機(jī)制。
　　大多數(shù)的海洋

2、結(jié)構(gòu)物都是由鋼管焊接的，在管結(jié)點(diǎn)處鋼管通過(guò)焊縫相互連接，由于管結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)形式以及焊接方面的影響，相貫線附近非常容易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。因此，管結(jié)點(diǎn)的安全與否直接影響海洋平臺(tái)的安全性能，管結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的疲勞破壞、脆性斷裂會(huì)直接導(dǎo)致海洋結(jié)構(gòu)物的失效，是海洋結(jié)構(gòu)物關(guān)鍵的部位同時(shí)也是薄弱部分。為此，結(jié)合其工作環(huán)境，研究其多軸疲勞損傷具有重要意義。
　　隨著海洋結(jié)構(gòu)物的工作環(huán)境越來(lái)越深、海況越來(lái)越惡劣，找到一個(gè)與實(shí)際工況相符的多軸載荷模型以用于管

3、結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)的多軸疲勞分析及壽命預(yù)測(cè)是至關(guān)重要的。多軸疲勞的演化機(jī)制至今還有一些問(wèn)題需要解決，沒(méi)有形成學(xué)術(shù)界公認(rèn)的理論體系。
　　本文根據(jù)現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)以及試驗(yàn)結(jié)果，主要討論了海流、波浪載荷的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)推導(dǎo)得出了它們對(duì)海洋柱狀物載荷作用的計(jì)算方式。由于海洋結(jié)構(gòu)物管結(jié)點(diǎn)大都工作在水面以下，因此借助Ansys軟件建立起海洋平臺(tái)模型并對(duì)其施加海洋載荷分析其動(dòng)態(tài)、靜態(tài)性能，并提取其中一段單獨(dú)的K型管進(jìn)行多軸應(yīng)力及疲勞分析。初步討論了在不同