船舶與海洋工程焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞研究.pdf

1、在船舶與海洋工程實際中，多數(shù)的焊接結(jié)構(gòu)是處于多軸疲勞損傷狀態(tài)。引起焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞的原因主要有三個方面:一是焊接結(jié)構(gòu)本身受到不同類型載荷的聯(lián)合作用;二是焊接部位復(fù)雜的幾何外形，三是復(fù)雜的焊接殘余應(yīng)力場，導(dǎo)致局部區(qū)域處于多向應(yīng)力狀態(tài)。而至今人們過于集中研究簡單的單軸疲勞問題，是導(dǎo)致疲勞斷裂事故仍未得到完全控制的主要原因之一。大量研究結(jié)果表明，多軸疲勞在損傷機理上就和單軸疲勞存在較大差異，傳統(tǒng)的單軸疲勞理論已經(jīng)遠遠滿足不了復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)疲勞強

2、度設(shè)計和評估方面的需要。因此，研究復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞機理，建立能夠應(yīng)用于工程實際的焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞強度評估方法已成為將來的發(fā)展趨勢。
　　目前，規(guī)范上還沒有多軸疲勞評估的方法。國際上雖然提出了多種多軸疲勞壽命評估方法，但是還沒有方法可以應(yīng)用于實際的復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，尤其是對于遭受復(fù)雜交變載荷作用的船舶與海洋工程結(jié)構(gòu)。其主要原因是現(xiàn)有的方法難以處理焊趾處復(fù)雜且不斷變化的應(yīng)力狀態(tài)。另外，當(dāng)前國際上多數(shù)的多軸疲勞方法均重點研究復(fù)雜載荷工況

3、對焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命的影響，對焊接殘余應(yīng)力的關(guān)注也較少。
　　本文工作主要分為兩個方面，首先針對現(xiàn)有方法難以處理焊趾處復(fù)雜交變應(yīng)力狀態(tài)的問題，提出了使用焊趾處沿板厚方向非線性峰值應(yīng)力為零的位置作為焊接接頭的疲勞評估點，可以直接計算焊趾處復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，能夠和多軸疲勞理論相結(jié)合，實現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多軸疲勞評估，通過理論分析和數(shù)值計算驗證了提出的方法用于多軸疲勞強度預(yù)測的可行性和正確性，比傳統(tǒng)熱點應(yīng)力法更準(zhǔn)確;其次針對當(dāng)前多軸疲勞準(zhǔn)則不考