复杂应力状态下桩腿节点多轴疲劳寿命评估

海洋工程装备与技术››2015,Vol. 2››Issue (2): 75-79.

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复杂应力状态下桩腿节点多轴疲劳寿命评估

刘英芳, 刘洪峰, 姜福洪, 伞立忠, 王延凤, 徐万雄

大连船舶重工集团设计研究所有限公司,辽宁大连 116005

收稿日期:2015-01-22出版日期:2015-04-10发布日期:2016-03-30
作者简介:
作者简介:刘英芳(1988--),男,硕士,助理工程师,主要从事海洋工程结构强度与疲劳计算研究.
基金资助:
国家发改委海洋工程装备研发及产业化专项(自升式生产储卸油平台研发设计;自主知识产权系列化自升式钻井平台设计建造技术研发及产业化)

Multiaxial Fatigue Assessment of Pile Leg Joint under Complex Stress State

Ying-fang LIU, Hong-feng LIU, Fu-hong JIANG, Li-zhong SAN, Yan-feng WANG, Wan-xiong XU

Dalian Shipbuilding Industry Engineering and Research Institute Co., Ltd., Dalian, Liaoning 116005, China

Received:2015-01-22Online:2015-04-10Published:2016-03-30

摘要/Abstract

摘要：

引入了一种多轴疲劳寿命评估方法,并对该方法的疲劳评估流程进行研究.使用该方法联合热点应力法对国际公开发表的250多个疲劳试验数据进行多轴疲劳寿命预测,验证了该方法多轴疲劳寿命预测的精确度.最后使用该方法成功对自升式平台K型桩腿节点进行了多轴疲劳寿命评估,可为提高桩腿节点疲劳寿命预测的准确性提供有益参考.

中图分类号:

U661.43

刘英芳, 刘洪峰, 姜福洪, 伞立忠, 王延凤, 徐万雄. 复杂应力状态下桩腿节点多轴疲劳寿命评估[J]. 海洋工程装备与技术, 2015, 2(2): 75-79.

Ying-fang LIU, Hong-feng LIU, Fu-hong JIANG, Li-zhong SAN, Yan-feng WANG, Wan-xiong XU. Multiaxial Fatigue Assessment of Pile Leg Joint under Complex Stress State[J]. Ocean Engineering Equipment and Technology, 2015, 2(2): 75-79.

图/表10

图1

图2

编号	参考文献	材料	屈服极限 /MPa	载荷形式
a	[11]	StE 460	520	B-T
b	[12]	SAE 1050	655	Te
c	[13]	Fe 52钢	355	B-T
d	[14--15]	StE 460	520	B-T
e	[16]	A519-A36	552	B-T
f	[17]	BS4360 Gr. 50E	415	Te-T

表1

图3

图4

图5

主管直径 D/mm	主管长度 L/mm	主管壁厚 T/mm	支管直径 d/mm	支管长度 l/mm	支管壁厚 t/mm	角度 θ/(°)	支管间距 g/mm	齿条厚度 T_rack/mm
500	6000	28	280	2500	14	45	200	150

表2

图6

图7

表3

载荷信息及疲劳寿命预测结果

工况	载荷	名义弯曲		名义拉伸		相位差 φ/(°)	正应力范围 /MPa	剪应力范围 /MPa	预测寿命 N_f,est/次
工况	载荷	应力幅 B_a/MPa	平均应力 B_m/MPa	应力幅 Te_a/MPa	平均应力 Te_m/MPa	相位差 φ/(°)	正应力范围 /MPa	剪应力范围 /MPa	预测寿命 N_f,est/次
1	纯弯曲	100	0	0	0	0	218.14	218.33	1.08×10⁵
2	纯拉伸	0	0	100	0	0	126.11	126.12	5.61×10⁵
3	同相	100	0	100	0	0	344.46	344.44	2.75×10⁴
4	非比例	100	0	100	0	90	251.93	252.14	7.03×10⁴
5	纯弯曲	100	100	0	0	0	218.14	218.33	5.54×10⁴
6	纯拉伸	0	0	100	100	0	126.11	126.12	2.87×10⁵
7	同相	100	100	100	100	0	344.46	344.44	1.41×10⁴
8	非比例	100	100	100	100	90	251.93	252.14	3.60×10⁴

表3

参考文献17

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