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(shí)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(gè)方面:一是焊接結(jié)構(gòu)本身受到不同類(lèi)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(chǎng)，導(dǎo)致局部區(qū)域處于多向應(yīng)力狀態(tài)。而至今人們過(guò)于集中研究簡(jiǎn)單的單軸疲勞問(wèn)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(jī)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(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)

2、度設(shè)計(jì)和評(píng)估方面的需要。因此，研究復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞機(jī)理，建立能夠應(yīng)用于工程實(shí)際的焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞強(qiáng)度評(píng)估方法已成為將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
　　目前，規(guī)范上還沒(méi)有多軸疲勞評(píng)估的方法。國(guó)際上雖然提出了多種多軸疲勞壽命評(píng)估方法，但是還沒(méi)有方法可以應(yīng)用于實(shí)際的復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)，尤其是對(duì)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(guó)際上多數(shù)的多軸疲勞方法均重點(diǎn)研究復(fù)雜載荷工況

3、對(duì)焊接結(jié)構(gòu)多軸疲勞壽命的影響，對(duì)焊接殘余應(yīng)力的關(guān)注也較少。
　　本文工作主要分為兩個(gè)方面，首先針對(duì)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(wèn)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(píng)估點(diǎn)，可以直接計(jì)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多軸疲勞評(píng)估，通過(guò)理論分析和數(shù)值計(jì)算驗(yàn)證了提出的方法用于多軸疲勞強(qiáng)度預(yù)測(cè)的可行性和正確性，比傳統(tǒng)熱點(diǎn)應(yīng)力法更準(zhǔn)確;其次針對(duì)當(dāng)前多軸疲勞準(zhǔn)則不考