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压弯载荷下焊趾表面裂纹工程萌生寿命预测 总被引：3，自引：0，他引：3
首先定义焊趾处从无裂纹到检测到表面裂纹长度达到 1.5mm时对应的循环次数为裂纹“工程萌生寿命”。给出了基于修正Neuber法并考虑焊接残余应力等影响的焊接结构焊趾裂纹工程萌生寿命计算方法。用成一定角度对接焊板试件和轴向加载获得压弯组合应力 ,以 980钢板焊接件为试件 ,在压弯组合应力的作用下 ,对焊趾表面裂纹萌生寿命进行了实验研究 ,确定了焊趾处的疲劳缺口系数。该结果可用于疲劳热点部位的受力特征为压弯组合应力的潜艇耐压壳、压力容器等的某些重要焊接结构疲劳计算 相似文献
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基于EIFS和P-M的海底管道腐蚀疲劳寿命预测 总被引：1，自引：1，他引：0
鉴于腐蚀疲劳损伤的特殊性,研究了点蚀过程和腐蚀疲劳裂纹扩展过程。基于等效初始缺陷尺寸(EIFS)和线性累积损伤理论(P-M)方法,消除了点蚀形核、蚀坑生长及腐蚀疲劳短裂纹扩展对腐蚀疲劳寿命预测的影响;避免了基于单点蚀坑建立的腐蚀疲劳寿命预测表达式的弊端;合理地简化了随机荷载下腐蚀疲劳寿命的预测流程。利用现有试验数据,对基于EIFS和P-M方法建立的腐蚀疲劳寿命预测表达式进行了模型验证。结果显示,所提模型的有效性和合理性得到了验证,为工程实际中海底管道的腐蚀疲劳寿命预测提供了一种可行方法。 相似文献
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采用侧壁开槽型CT试样,分别在空气和3.5%NaCl溶液中进行腐蚀疲劳裂纹扩展试验,研究海底管道用钢X65在海水腐蚀环境下的腐蚀疲劳裂纹扩展特性。为保证试样既能满足腐蚀疲劳试验机的夹具要求,又可控制裂纹沿直线方向扩展,采用侧壁开槽技术对CT试样进行改进;利用有限元软件ABAQUS,建立三维模型,验证了对于侧壁开槽型CT试样,可以采用ASTM标准推荐的应力强度因子表达式对改进后CT试样开展数值计算。利用YYF-50腐蚀疲劳试验装置开展试验,试验结果表明:和惰性环境相比,腐蚀环境不仅会加速X65钢的裂纹扩展速率,还会降低腐蚀疲劳体系下裂纹扩展的门槛值;在腐蚀体系下存在裂纹扩展的稳定阶段,可采用Paris公式对其腐蚀疲劳裂纹扩展速率进行预测。 相似文献
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海洋等工程结构物在服役过程中的受载历程是一个随机过程。研究裂纹在谱载荷作用下的扩展规律对可靠预报平台等结构物的疲劳寿命具有十分重要的意义。提出了一个由应力比和裂纹尖端约束及塑性区尺寸为主要参数计算裂纹张开比,来考查载荷相互作用下疲劳裂纹扩展寿命的计算模型。用该模型对几种谱载荷作用下疲劳实验结果进行了预测,将预测结果与不考虑裂纹闭合的线性损伤模型及疲劳计算程序FASTRAN的预测结果进行了比较,表明本模型能较好地预测谱载荷作用下的疲劳裂纹扩展。 相似文献
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线性断裂力学中研究裂纹的扩展通常用应力强度因子的断裂准则，但是对复合型裂纹，应力强度因子理论就发生了困难。本文用光弹性方法求得裂纹前缘的应力强度因子，然后用应变能密度因子理论研究了船舶大开口舱口角隅处疲劳裂纹和Ｔ型管节点热点处表面裂纹的扩展规律和方向，得到较好的结果 相似文献
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为了拓展主S-N曲线法,使之更好地适用于低温、极地环境下船舶与海洋工程结构物的疲劳评估,进行了EH36材料T型焊接接头的低温疲劳性能试验,收集了国内外多个焊接节点低温疲劳数据,建立了疲劳试验试件的有限元模型,运用等效结构应力法,计算焊接节点的等效结构应力,构建低温环境下焊接节点的主S-N曲线。使用该曲线,预测低温疲劳试验的寿命,并与疲劳试验结果、常温主S-N曲线、常温中值D曲线的预测结果进行了比较,结果表明,所提低温主S-N曲线预测方法具有较高精度,可用于低温环境下船舶与海洋结构物疲劳寿命的预测。 相似文献
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非黏结柔性管道是海洋油气开发的重要装备，在海水环境中，抗拉铠装层发生腐蚀会对安全运行产生严重威胁，因此明确抗拉铠装层腐蚀机理、对柔性管道的检测和对抗拉铠装层的腐蚀评估十分重要。抗拉铠装层腐蚀与环空的气体环境和水环境有关，采用合适的检测方法和设备检测环空，可以帮助判断其腐蚀情况，并为腐蚀疲劳寿命评估和应对策略制定提供参考。针对抗拉铠装层腐蚀机理、非黏结柔性管道检测、腐蚀疲劳寿命评估和腐蚀应对措施进行了总结，指出机理研究和检测评估方法的不足，为国内柔性管道抗拉铠装层腐蚀研究和完整性管理提供参考。 相似文献
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平台坠物、船舶抛锚等第三方活动引起的冲击损伤是近海管道失效的主要原因，时刻威胁中国海洋油气开发系统的安全性。为保障近海油气管道安全运行，围绕冲击荷载作用下管道损伤及失效评估这一中心问题，从管道损伤机理研究、含冲击损伤管道安全评估、管道工程项目风险评估3个方面总结了国内外研究发展现状，明确了影响结构安全的关键问题，并对未来研究工作提出建议。挖沟埋深为管道防护冲击损伤的有效手段，土体强度是防护效果关键因素，应重点关注土体强度空间变异性问题；管道冲击损伤主要为平滑凹陷和弯折凹陷，对于后者应进一步确定其在内压荷载下的剩余强度及疲劳强度；风险评估中失效判据对于结果有显著影响，需构建考虑多种安全性评估准则的失效判据体系。 相似文献
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海底管道出露悬空环境风险的定量评价研究 总被引：1，自引：0，他引：1
海底管道是海洋油气输送的主要方式,其运行状况直接关系到海上油气田的安全和海洋生态环境的质量。本文先以海底管道出露悬空作为故障树的顶事件,分析出海洋环境中各项基本事件,构建针对海洋环境的海底管道故障树模型;再以灰色模糊识别为理论基础,量化对海底管道安全有影响的海洋环境因素,并以层次分析法对每个风险因素进行分级赋权,确定评价指标范围和权重,进而构建海洋环境条件的海底管道风险评价体系。利用该体系对平湖油气田海底管道4个区段进行环境风险评价,避免了将整段管道一同评价导致的信息均等化,评价结果不能真实反映风险等级高的区段的情况;评价结果与管道2014~2016年现场检测数据对比,两者均显示P2分区中海底管道的风险等级较高,说明了该模型具有一定的合理性和实用性。 相似文献
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KK型管节点是自升式平台桁架式桩腿中的一种管节点，其应力集中系数是影响桩腿疲劳寿命的重要参数。应力集中系数与管节点的几何形式密切相关，为分析KK型管节点应力集中系数对几何参数的敏感性，利用ANSYS软件对某KK型管节点进行几何参数化建模，利用有限元数值模拟方法对各工况下的热点应力进行分析，并分别计算各相应工况下的名义应力，然后将热点应力与名义应力相比得到不同几何参数下的热点应力集中系数。对计算结果进行整理分析，得到了KK型管节点应力集中系数对无量纲几何参数的敏感性规律。结果表明，应力集中系数与撑杆受力状态、管节点结构形式有关，在满足结构布置、建造工艺和其他安全性指标的前提下，分析结果能够为KK型管节点的结构设计和疲劳分析提供技术支撑。 相似文献
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The fatigue assessment plays an increasing role for the offshore structural safety. Many fatigue assessment methods have been developed for this purpose. Among those methods, the time domain method is regarded as the most accurate method but less adopted in practice due to time consuming. In order to improve the efficiency of the time domain method, an innovative block partition and equivalence method of the wave scatter diagram is developed for offshore structural fatigue assessment. After the wave scatter diagram is partitioned into several blocks, the newly developed method, involves determination of the equivalent wave height, wave period and occurrence probability of the representative sea states based on modified energy equivalent principle. The equivalent wave period of the representative sea state is calculated via the spectral moment formula in which the equivalent spectral moments of zero and second order are obtained based on the weighted averaging principle. Combining with the determined wave period, the equivalent significant wave height can be determined by reversing the wave spectrum integral formula, where the equivalent wave energy of a divided block of the wave scatter diagram is modified by introducing a factor to compensate the effect of low- and high-amplitude cycles fatigue damage. The equivalent occurrence probability is equal to the summation of the original sea states’ occurrence probability within the divided block. The developed method has the advantage of preserving the stochastic characteristics of the short term sea states within the divided block during determining the representative sea state. At the same time the newly developed method has no limitation on block partition and can be applied on different offshore structure. Two structural models, a fixed mono-pile platform and a floating semi-submersible platform, are demonstrated in the numerical examples. Results indicate that the newly developed method is robust, computationally affordable, and accurate within engineering expectations. 相似文献
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海底滑坡作为常见的海洋地质灾害,对海洋油气工程安全产生巨大威胁。海床土体失稳引起滑坡体滑动,会对海底管道产生拖曳作用。基于计算流体动力学方法(CFD)建立海底滑坡体对管道作用的评估模型,采用H-B模型描述块状滑坡体并与试验比较验证,分析不同海床倾斜度滑坡对管道的作用并拟合表达式;研究了海底管道在滑坡作用下的力学响应,并采用极限状态方法开展海底滑坡作用下管道结构极限安全分析,探讨了管道埋地状态时的极限安全界限,建立滑坡作用下管道结构安全分析方法。研究表明:滑坡对管道作用力与海床倾角呈现正相关,而覆土层厚度对作用力影响较小;随着不排水抗剪强度的减小,允许的滑坡宽度和速度均增加,表明土体不排水抗剪强度与引起的拖曳力呈正相关;滑坡土体宽度对极限安全速度影响较大。 相似文献
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Corrosion and fatigue cracks are major threats to the structural integrity of aging offshore platforms.For the rational estimation of the safety levels of aging platforms,a global reliability assessment approach for aging offshore platforms with corrosion and fatigue cracks is presented in this paper.The base shear capacity is taken as the global ultimate strength of the offshore plaffoms,it is modeled as a random process that decreases with time in the presence of corrosion and fatigue crack propagation.And the corrosion and fatigue crack growth rates in the main members and key joints are modeled as random variables.A simulation method of the extreme wave loads which are applied to the structures of offshore platforms is proposed too.Furthermore,the statistics of global base shear capacity and extreme wave loads are obtained by Monte Carlo simulation method.On the basis of the limit state equation of global failure mode,the instantaneous reliability and time dependent reliability assessment methods are both presented in this paper.Finally the instantaueous reliability index and time dependent failure probability of a jacket platform are estimated with different ages in the demonstration example. 相似文献