完全疊接管節(jié)點應力集中因子的數(shù)值分析.pdf

1、隨著海洋石油事業(yè)的發(fā)展，海洋平臺的安全問題日益引起重視。疲勞破壞是鋼結(jié)構(gòu)管節(jié)點發(fā)生破壞的最主要原因。研究管節(jié)點結(jié)構(gòu)的疲勞破壞可以預測疲勞裂紋產(chǎn)生的位置，大小以及該管節(jié)點所剩的殘余壽命。這將大大提高管節(jié)點結(jié)構(gòu)修復工作的效率，節(jié)省修復成本。 本文從數(shù)值分析入手，通過有限元軟件MSC.MARC分別對軸力、平面內(nèi)彎矩、平面外彎矩三種荷載作用下的完全疊接管節(jié)點試件進行了模擬分析。有限元模型中采用的是八節(jié)點厚殼單元，總共劃分了7100個單元

2、，其中包括84個焊縫單元。將模型單元密度值分別雙倍和三倍化，得出焊縫周圍的應力集中因子數(shù)值非常接近，最大誤差不超過5％，該模型可用。然后，通過數(shù)值計算求得該管節(jié)點熱點處的應力集中因子，對不同幾何參數(shù)的完全疊接管節(jié)點進行計算分析，定性得到熱點應力大小隨著幾何參數(shù)變化的情況。 最后應用數(shù)學分析軟件MALAB對不同幾何尺寸的完全疊接管節(jié)點所產(chǎn)生的應力集中因子進行回歸分析，可以對不同幾何參數(shù)下各熱點的應力集中因子進行預測，方便工程設計。