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:2015-01-22 Online:2015-04-10 Published: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.

关键词: 自升式平台, 管节点, 应力集中, 多轴疲劳

Abstract:

A new multiaxial fatigue criterion is introduced. In combination with the hot spot stress method, it is used to estimate the fatigue life of about 250 test specimens published in international open literature, through which the accuracy of the new method is verified. Finally we use the new method to do a successful fatigue life assessment of the pile leg joint. This research provides an available reference to improve the accuracy of the fatigue life prediction of pile leg joint.

Key words: jack-up platform, tubular joint, stress concentration, multiaxial fatigue

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

表1

图3

图4

图5

表2

图6

图7

表3

参考文献 17

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编号	参考文献	材料	屈服极限 /MPa	载荷形式
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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

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

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