海洋平台典型管节点应力集中系数研究

发布时间：2020-03-21 06:23

【摘要】：海洋平台导管架结构位于危险水域，在风、浪、流、冰、地震、腐蚀等工作环境下，承受着复杂的疲劳损伤循环负荷。其中管节点承担了海洋平台结构之间的载荷传递，因此，海洋平台的服役寿命常常取决于其管节点保持完整性的能力。在设计阶段，通过S-N曲线逼近的方法峰值应力通常被用来估算管节点的疲劳寿命，但是在断裂力学中考虑海洋管结构的剩余使用寿命，我们还需要知道在预期的裂纹路径下应力的分布状态。 到目前为止，对海洋平台管节点的应力计算还没有形成规范，仍然在探讨中。本文选取最具有代表性的T型、X型、Y型、K型和TK型管节点作为研究对象，通过有限元模型的直接计算法，研究接头处的应力集中系数分布。分析支管六个自由度的约束条件和受载方式，，基于ABAQUS计算管节点在各种载荷下的应力分布，尤其关注几何学上的最危险地带——管筒十字交叉点处的应力集中系数。 本文根据六种基本情况下管节点的有限元分析结果，指出管节点所受到的应力最大、结构强度最薄弱的位置区域和其对应的应力集中系数，并且进一步绘制出应力集中系数曲线，可以直观看出各种管节点的应力分布趋势，为海洋平台导管架结构在复杂环境下的应力分析提供了基础可行的方法。最后，通过研究弯曲刚度系数τ的变化对管筒十字交叉点处产生的最大应力的变化，指出了弯曲刚度系数τ对管节点应力集中系数分布的影响，对管节点的设计具有一定的参考价值。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：P75

【参考文献】

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本文编号：2592918