轴向载荷下导管架平台多面DT型管节点应力集中系数研究

发布时间：2023-11-25 03:03

　　当受力的含孔弹性体中存在孔,则孔边的应力将远大于无孔时的应力,也远大于远离孔的位置处的应力,这种现象称为孔边应力集中现象。本文采用极坐标计算了含圆孔无限大板两端受均布拉力时的孔边应力,采用复变函数方法计算了椭圆孔在不同边界条件下的孔边应力,并且分析了线弹性条件下裂纹尖端的应力。应力集中系数在导管架平台管节点的疲劳强度及可靠性分析中起着重要的作用。针对导管架平台中常见的多面DT型管节点,本文采用有限元方法分析了沿其焊缝的应力集中系数。利用分区划分网格的方法在保证网格质量的前提下尽量减少网格的数量以确保计算精度和提高计算效率。基于有限元计算结果,研究了不同几何参数对应力集中系数的影响并且采用多元非线性回归方法提出了一组计算应力集中系数的参数方程。通过两种误差分析验证了参数方程的准确性。在对于管节点和由它们制成的结构的疲劳可靠性评估中,应力集中系数被当做一个对管节点或结构影响非常大的一个随机变量。沿着焊缝的应力集中系数的最大值依据载荷形式的对应位置被用来构建4组样本。15个在疲劳可靠性分析中常用的分布模型被用于拟合样本的概率密度直方图和经验分布函数,分布模型中的参数由极大似然估计得到。依照卡...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 应力集中系数计算方法及参数方程研究现状
        1.2.2 应力集中系数概率密度分布研究现状
    1.3 本文主要内容
2 应力集中现象基本概念
    2.1 圆孔孔边的应力集中
    2.2 孔口问题的复变函数解答
        2.2.1 应力函数、应力分量、位移分量及边界条件的复变函数表示
        2.2.2 孔口问题的复变函数解答
        2.2.3 椭圆孔口
        2.2.4 裂纹附近的应力集中
    2.3 本章小结
3 DT型管节点的有限元建模
    3.1 DT型管节点的几何形状及基本参数
    3.2 选择单元类型
    3.3 有限元模型的建立
    3.4 边界条件和载荷施加
    3.5 分析和外推方法
    3.6 有限元模型的有效性验证
    3.7 本章小结
4 几何参数对沿着焊趾的应力集中系数的影响及参数方程的推导
    4.1 几何参数对沿着焊趾的应力集中系数的影响
        4.1.1 β对应力集中系数分布的影响
        4.1.2 γ对应力集中系数分布的影响
        4.1.3 τ对应力集中系数分布的影响
        4.1.4 ω对应力集中系数分布的影响
    4.2 推导参数方程
    4.3 本章小结
5 应力集中系数概率分布函数研究
    5.1 应力集中系数样本数据的构建和描述
    5.2 概率分布模型中参数的估计
    5.3 卡方拟合优度检验
    5.4 Kolmogorov-Smirnov拟合优度检验
    5.5 应力集中系数的概率分布模型
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 论文展望
参考文献
附录A 多面DT型管节点沿焊缝的应力集中系数参数方程
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3867142