海洋平台起重机转台焊缝多轴疲劳寿命评估

发布时间：2018-01-01 00:11

本文关键词：海洋平台起重机转台焊缝多轴疲劳寿命评估　出处：《大连理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：转台是海洋平台起重机重要的承载结构件之一,其安全可靠性对整机至关重要。通常转台多为焊接箱型结构,作业时主要承受压弯复合载荷,因此转台焊缝处于十分复杂的多轴应力状态。此外,海洋平台起重机作业频繁,加之海上环境恶劣(海风、海浪等),导致转台焊缝应力循环交替变化,疲劳破坏是其主要失效形式之一。综上所述,对海洋平台起重机转台焊缝进行多轴疲劳寿命评估意义重大。本文以30吨级海洋平台起重机转台为研究对象,将等效热点应力(Equivalent Hot Spot Stress,简称EHSS)作为评定应力,结合一种新的多轴疲劳寿命评估方法——修正Wohler曲线法(Modified Wohler Curve Method,简称MWCM),对不同工况下的转台焊缝进行多轴疲劳寿命评估。本文主要工作如下：(1)根据相关疲劳评估标准确定热点应力(Hot Spot Stress,简称HSS)的计算方法,通过有限元分析软件ANSYS寻求等效热点应力的求解方法,然后分别将热点应力和等效热点应力作为评定应力,结合MWCM建立焊接结构件多轴疲劳寿命预测算法。(2)以对接焊缝为例,分别将热点应力和等效热点应力与MWCM结合,预测其多轴疲劳寿命,然后对比本文算法预测寿命和试验寿命,验证本文算法的精度；针对工程上常见的角焊缝,分别将热点应力和等效热点应力与MWCM结合,研究不同拉伸弯曲比例的载荷对两种方法多轴疲劳寿命的影响,验证等效热点应力作为多轴疲劳评定应力的合理性。(3)按照API 2C-2012《海洋平台起重机规范》,确定目标起重机在五种不同工况下的载荷,然后计算起重机转台的受力状况,进而确定转台的边界条件。接着对目标起重机转台进行有限元分析,找出其危险部位,并对危险部位焊缝实体建模,然后用MPC技术建立转台壳-实体混合模型,重新进行有限元分析,得到危险部位焊缝详细的应力分布,为提取焊趾处的等效热点应力奠定基础。(4)根据转台危险焊缝详细的应力分布,确定焊缝疲劳待评估点,然后提取待评估点的等效热点应力,将等效热点应力与MWCM结合来预测转台焊缝的多轴疲劳寿命,用于指导海洋平台起重机的维保工作。
[Abstract]:In this paper , a new method for evaluating the fatigue life of rotary table welds under different working conditions is made by combining the hot spot stress and the equivalent hot spot stress with MWCM , and then comparing the hot spot stress and the equivalent hot spot stress with the MWCM . ( 3 ) According to the specifications of API 2C - 2012 offshore platform crane , determine the load of the target crane under five different working conditions , then calculate the stress condition of the crane turntable , then determine the boundary condition of the turntable .

【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P755.1;TH21

【参考文献】