随机分布点蚀损伤下平台圆管构件的极限承载力研究

发布时间：2017-08-07 14:03

  本文关键词：随机分布点蚀损伤下平台圆管构件的极限承载力研究

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【摘要】：圆管作为导管架平台的主要结构形式,在恶劣的海洋环境下,不断受到风、浪、流和冰载荷的长期作用,导致侵蚀和破坏。而不尽合理的设计准则、损伤构件的未能及时修理、杆件的腐蚀、海床淘蚀的影响以及海生物的增长等原因均可增加海上钢结构所受载荷,减小它的承载能力,最终导致整体坍塌。国内不少老龄平台的许多构件已不同程度地出现腐蚀和疲劳裂纹,结构老化严重,有些平台已经达到或超过它们原来的设计寿命,正步入其服役后期。对这些老龄平台来说,继续服役的最大问题就是安全性问题。而腐蚀很大程度上影响了老龄化平台的极限承载能力,使平台失效。本文主要研究轴压载荷下,随机分布点蚀形态下的圆管构件极限承载力的变化规律。具体研究工作如下:1.阐述了腐蚀损伤构件极限承载力的研究现状,介绍了随机有限元的基本理论。总结了现有的随机分布点蚀模型的建模方式和规律,用ANSYS语言APDL系统建立点蚀损伤圆管模型,实现点蚀分布的随机性。2.在随机分布点蚀形态下,分析点蚀参数(包括点蚀分散度、壁厚损伤度)变化时,点蚀分布对构件极限承载力的影响规律。保持腐蚀体积一致,对比不同腐蚀形式对构件承载力的削弱程度。分析局部点蚀的不同分布位置和范围对构件极限承载力的影响,并对影响最大的分布方式进行相应的解析。3.建立随机分布点蚀的简化模型,从方形点蚀与圆柱形点蚀的等代性和简化模型与非简化模型的等代性两个方面验证简化模型的正确性。对简化模型的点蚀分布形态进行研究。分析当点蚀参数(包括壁厚损伤度、点蚀密度DOP)变化时,点蚀分布对构件极限承载力的影响规律。并在随机分布点蚀形态下,探讨圆管构件极限承载力随点蚀参数(包括壁厚损伤度、点蚀密度DOP)变化的规律。
【关键词】：圆管构件 随机分布点蚀 极限承载力 壁厚损伤度 DOP
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U661.4
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-15
• 第1章 绪论15-25
• 1.1 研究的背景与意义15-16
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势16-22
• 1.2.1 点蚀形态16-18
• 1.2.2 点蚀损伤结构极限强度18-22
• 1.3 论文主要研究内容和创新点22-25
• 第2章 结构分析及随机性模拟相关理论25-33
• 2.1 引言25
• 2.2 有限元计算结构极限承载力25-29
• 2.2.1 极限承载力定义25-26
• 2.2.2 计算方法26-29
• 2.3 随机性理论29-32
• 2.3.1 Monte Carlo方法29-30
• 2.3.2 腐蚀概率模型30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 模型构建方法33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 模型构建方法33-39
• 3.2.1 模型参数33-34
• 3.2.2 模型构建34-39
• 3.3 随机分布点蚀模型39-45
• 3.3.1 构件参数和加载方式39-40
• 3.3.2 网格大小的选取40-42
• 3.3.3 应力分布情况42-45
• 3.3.4 规范值45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 点蚀分布形态对圆管构件极限承载力的影响47-69
• 4.1 引言47
• 4.2 点蚀形态参数的影响47-57
• 4.2.1 模型参数47-48
• 4.2.2 点蚀分散度48-53
• 4.2.3 壁厚损伤度影响53-54
• 4.2.4 DOP的影响54-57
• 4.3 不同腐蚀形式影响构件极限承载力分析57-60
• 4.3.1 规则分布点蚀57-59
• 4.3.2 不同腐蚀形式影响极限承载力分析59-60
• 4.4 点蚀分布位置和范围的影响60-66
• 4.4.1 点蚀纵向分布60-64
• 4.4.2 点蚀周向分布64-66
• 4.5 本章小结66-69
• 第5章 随机分布点蚀模型简化方法69-91
• 5.1 引言69
• 5.2 方形点蚀与圆柱形点蚀69-73
• 5.2.1 模型参数70-71
• 5.2.2 正交实验法71
• 5.2.3 对比分析71-73
• 5.3 随机分布点蚀简化模型73-79
• 5.3.1 模型构建73-74
• 5.3.2 简化模型的验证74-79
• 5.4 随机分布点蚀的影响79-83
• 5.5 点蚀形态参数影响83-88
• 5.5.1 壁厚损伤度83-86
• 5.5.2 点蚀密度DOP86-88
• 5.6 本章小结88-91
• 第6章 总结与展望91-93
• 6.1 论文主要研究内容及结论91-92
• 6.2 进一步研究展望92-93
• 参考文献93-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文及专利98-99
• 致谢99

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本文编号：635007