海洋焊接钢结构疲劳失效函数与效率
发布时间:2016/4/7 10:31:29 阅读:

海洋石油钻采装备与结构很多是由焊接构件制成的,诸如,海上固定采油平台的导管架、自升式钻井平台的桩腿等均系由焊接构件制成。由于这些钻采装备与结构在海洋石油勘探升发工作中应用很广泛,而且举足轻重,地位重要,所以本章即以焊接钢结构的疲劳可靠性作为重点,专门在本节进行介绍。

一、概述

这里,首先对海洋石油焊接钢结构疲劳可靠性设汁中几个有关共同性问题进行概述。

1、疲劳失效函数与疲劳失效概率

(1)疲劳失效函数对于海洋石油焊接钢结构来说,影响其疲劳失效的因素很多,正如第一节中所分析的,有来自环境载荷、动力响应、局部应力、材料特性、无损探伤、分析模型等多方面不确定性因素的复杂影响。进行疲劳可靠性设计,就是要将这些影响因素均看成随机变量。这样,将这些众多随机变量之间相互关系,所建立起的函数,即称之为疲劳失效函效。

2.疲劳失效模型

疲劳失效模型就是建立起影响疲劳失效的各个随机变后之间相互关系的数学模型。对于海洋石油焊接结构来说,根据其疲劳损伤度纽的不同以及衰劳失效准则的不同,常可划分为以下几种模型:

(1)疲劳寿命模型:这种模型规定的疲劳失效准则是:若预侧的疲劳寿命N低于设计寿命时,则发生疲劳失效。因而疲劳失效函数Z与N刀即建立起数学模型。

(2)裂纹长度模型:这种模型是将裂纹扩展的长皮作为疲劳失效准则。即一旦疲劳裂纹扩展的尺寸超过某个临界值时,即认为发生疲劳失效。

根据材料的断裂韧性决定,通过检测取得。这种模型对海洋石油焊接钢结钩更为适用,因为焊接构件一般存在缺陷,裂纹萌生以致疲劳裂纹扩展失效是主要失效模式。

(3)剩余强度模型:这里的剩余强度是指广义的,它既包括有屈服强度,又包括有断裂韧性。这种模型是以剩余强度作为疲劳失效准则的。

对于海洋石油焊接钢结构有时由于采用高强度、低韧性的材料,还有时冬季结冰的低温海域材料的脆性增加,都有可能在极大载荷作用下,超过材料的剩余强度而发生失效,因此这种模型也是有需要的。

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