自升式平台管节点疲劳损伤研究.pdf

大连理工大学
硕士学位论文
自升式平台管节点疲劳损伤研究
姓名:张恩国
申请学位级别:硕士
专业:船舶与海洋工程
指导教师:黄一
20080401
摘要管节点是海洋平台结构关键但却薄弱的构件,海上平台的失事很多是由于管节点脆性断裂或疲劳破坏所致,因此,对海洋平台管节点进行疲劳特性研究以探明其应力成分的形成机理,有效减小其应力集中,从而增加其疲劳寿命是极为重要的工作。本文以妥陨狡教ü芙诘闫@退鹕思扑阄1尘埃院Q笃教ü芙诘闫@强度的特性展开基础研究。根据平台的特点和现有的设计资料,提出进行疲劳分析所需要的基础数据和分析方法及步骤;对提供的环境资料和相关的基础数据进行筛选,得出适合本计算的数据资料,对结构进行数值模拟分析,从工程实际出发,对现有结构进行本文应用有限元软件⑵教ㄕ迥P停軦规范提供的撸关键词:自升式平台;管节点;疲劳强度疲劳分析。以及咝云@屠刍鹕俗荚蚣扑愠銎教ü芙诘愕钠@褪倜=窈笸嘈妥陨平台的设计和建造提供了有意义的技术参考。大连理工大学专业学位硕士学位论文
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作者签名:二趔日期:团独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。
主筵望:鱼坠型:大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定’’,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论导师签名:文。作者签名:大连理工:大学硕士研究生学位论文
言引公式【俊A硗猓δ玖帧⑹砀然苟阅诨芳忧康墓芙诘闫@托阅芙辛耸匝檠芯浚海洋平台是为开发与利用海洋资源,提供海上作业与生活的场所。随着海洋开发事业的迅速发展,海洋平台的需求量越来越大。圆柱壳体具有优良的水动力性能、较高的潜式平台等,主要是由钢管焊接构成。在这些钢管的连接部位,即管节点处,结构形状复杂、相贯部位变化不连续。另外,大部分海洋平台管节点都为焊接结构,由于焊接工艺的特点,焊缝的材质是不均匀的,通常由焊肉、熔合线和热影响区所组成,各个区域材质不同,性能不一样,因此抗破坏的能力有差异,而且焊缝本身不可避免地存在各种宏观缺陷。由于结构形式和焊接的影响,在管节点的相贯线附近,很容易产生极大的应力集中。在工作状态中,这些钢管在海洋环境中要承受海浪力、潮流、海水腐蚀、地震、微生物、工作时变动力等产生的交变载荷,因此,在上述应力集中区极有可能出现疲劳破坏。因为疲劳破坏常带有突然性,所以往往导致灾难性设备事故和人身事故。自海洋平台设计制造和投产营运至今已有近五十年的历史,平台倒塌事故屡见不鲜,仅墨西哥湾就倒塌了十二座以上,损失巨大。究其原因,主要是管节点疲劳破坏所致【俊R虼耍为了安全可靠,对平台的设计和验收应满足疲劳强度的要求。而对管节点进行疲劳强度分析,以获得其欲估疲劳寿命,为平台的顺利建造和安全生产提供技术依据就成了一件在过去的三十多年中,由于管节点疲劳设计的迫切需要,人们对管节点的疲劳性能进行了大量的试验研究和数值模拟计算,并取得了相当大的成果。其中各船级社如引、和等都通过系列试验,以各自形式给出了各种类型管节点的应力集中系数扑愎剑⒘烁髯缘钠@颓慷刃:朔椒êü訲型管节点的疲劳试验,建立了疲劳裂纹的扩展公式。我国也早在八十年代就开始了管节点疲劳的研究浜蠼⒘嘶诠鷝向钢的基础吆蚑型管节点的热点应力并给出了取得较优加强效果的内环参数。但是,由于管节点的试验费用昂贵,随着计算机技术的发展,很多人开展了管节点的疲劳性能数值计算。.,分别给出了凸芙诘阍诜直鹗苤嵯蚱胶庠睾伞⒚婺谕渚睾兔嫱馔渚厥毕主苡胫Ч芟喙、,所以,离岸结构物,诸如导管架和半必不可少的工作。线上各关键点的问匠獭U庑┕丶闶牵汗谥伊大连理工大学硕士研究生学位论文、.一.
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