夹心立管极限强度分析

针对夹心立管极限承载能力问题,通过ABAQUS软件建立了立管的非线性有限元模型,对纯外压、纯弯矩、以及外压和弯矩联合作用下的立管极限强度进行研究。研究夹心材料、初始椭圆度以及偏心焊接等因素对立管的极限承载能力影响。经有限元计算可知,胶合材料夹心立管与聚丙烯材料夹心立管在极限强度上有明显的差异;对于胶合材料夹心立管,随着初始椭圆度增加,立管的极限外压和极限弯矩均减小;对于偏心焊接的单壁立管而言,随着偏心焊接量的增大,立管的极限弯矩减小。     

压弯载荷下焊趾表面裂纹工程萌生寿命预测

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     

水下湿式焊接的现状与应用

水下湿式焊接是最经济的水下修理方法。如果仔细选用设计焊条及焊接工艺,可以提高湿式焊缝质量而扩大其应用范围.鉴于1983年公布的水下焊接标准 AWS D3.6(美国)已为国外近海工业界采纳,作为水下焊接质量要求及焊接工艺合格考核的依据,建议我国近期在水下焊接方面的试验研究和水下焊工的培训,参照这个标准.水下焊条是湿式焊接成功的关键,本文介绍了最近国外开发研究的水下焊条情况。最后列举了国外近海设施采用湿式修理的一些实例.     

水下焊接冷却特性的有限元分析

本文采用有限元法对非线性焊接温度场进行了分析,提出了局部干法水下焊接温度场计算的数学模型。文中对6毫米钢板的局部干法水下焊接的温度场进行了实例计算,比较了不同焊接条件对熔合区冷却特性的影响。结果表明,增加有效屏蔽半径,采用小功率低焊速配合以及减小底部的导热条件都将延长800～500℃的冷却时间,提高水下焊接接头的质量。分析表明,有限元法是水下焊接传热分析的有效工具,利用该法可以对各种条件下的热过程特征进行分析比较,从而为分析材料的水下司焊性,设计合适的水下焊接装置和合理选择焊接参数提供依据。     

平台钢焊接接头在海洋中的腐蚀疲劳研究

随着近海石油开采事业的迅猛发展,我国已自行设计和建造了许多固定式导管架钢结构海上平台,它们在海洋环境中承受着波浪引起的交变载荷作用,与惰性环境中承受交变载荷条件下得到的疲劳结果相比,交变载荷与侵蚀性环境的联合作用往往导致疲劳性能显著下降。这种损伤可能是疲劳开裂和腐蚀性破坏的简单叠加,也可能是这两者之间某些更为复杂的协同交互作用的结果(贾斯克,1989)。钢结构海上平台是由钢构件(如钢管、钢板、角钢等)焊接而成,海水腐蚀疲劳裂缝大都产生于焊缝区的焊趾处,该部位存在焊接残余应力,以及焊接缺陷和儿何缺陷,形成应力集中。本文通过对海上平台用钢板在空气中、海水中和海水中有阴极保护三种条件下腐蚀疲劳性能的研究,探讨了钢材在海上平台不同部位、不同保护状况下的腐蚀疲劳寿命,为海上采油平台设计与选择提供了理论依据。     

1Cr 18Ni 9Ti不锈钢焊缝电化学腐蚀机理的研究

本文用电化学方法研究了1Cr 18Ni 9Ti不锈钢焊接处在海水中的电偶腐蚀行为。测量了焊缝区、热影响区和母材区之间的电位差和电偶电流。用金相显微镜分析了金相组织。讨论了焊接区金属腐蚀的机理。     

焊接节点低温疲劳试验与低温主S-N曲线的构建

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。     

水下焊接技术的现状和展望

随着海洋工程的蓬勃发展,水下焊接技术愈来愈受到重视。有些先进技术在我国尚属空白。从而对其研究应列入我国海洋工程研究的重要课题。本文就当前世界先进的几项水下焊接技术分别作了概括性的介绍。并对其优、缺点以及对发展前景提出了看法。     

水下焊接温度场的有限元法

本文只讨论了水下焊接温度场有限元法有关的问题。许多研究工作者曾对焊接中的热流问题进行过分析和实验方面的探讨,但遇到热影响区和熔焊金属部位时,其温度变化的精确性通常就大大降低。然而,利用有限元法便可大大推进焊件温度场的分析技术,也有利于采用先进的电脑技术。     

残余应力对管状构件弹塑性屈曲的影响

本文引用了由幂次硬化材料(σ=Kε~n)的板冷弯成管状构件所形成残余应力的近以计算公式,而对于焊接,则采用一种典型的残余应力分布形式,用有限元法研究了冷弯和焊接残余应力对受轴压的海洋工程管状构件屈曲荷载的影响。     

振动时效技术在自升式风电安装平台固桩架上的应用

振动时效技术是一种有效消除焊接残余应力、提升构件使用寿命、保证结构尺寸精度的方法。在自升式平台固桩架建造过程中,焊接施工导致其内部产生大量的残余应力,残余应力是导致固桩架精度超差和损伤失效的重要原因之一,它会大幅度降低平台的疲劳寿命,因此,固桩架建造完成后消除其内部残余应力对于平台的使用安全至关重要。本文以一个质量约100 t的固桩架分段为研究对象,采用专门的振动时效设备对固桩架施加激振力,测量振动时效前后主焊缝附近的残余应力水平。通过对比分析发现,振动时效技术可以有效降低固桩架焊接过程中产生的残余应力,达到调整、均化、降低残余应力水平、提高构件尺寸精度稳定性的效果,有利于提升平台的使用寿命。     

板厚对焊接接头在空气中和海水中疲劳性能的影响

本文讨论了国产海上平台用钢E36—Z35的十字型板状焊接接头在空气中和海水中的弯曲疲劳试验,试件厚度分别为16mm、32mm和40mm。试验结果表明:板厚的增加使焊接接头在空气和海水中的疲劳强度均明显降低,并建议在空气中的疲劳强度修正式公式为△S=△S_0(t_0/t)~(1/3)和疲劳寿命厚度修正公式为N=N_0(t_0/t)~(4/3),在海水中的厚度修正公式为△S=△S_0(t_0/t)~(1/4)和N=N_0(t_0/t),相比之下,厚度对海水腐蚀疲劳强度的影响比在空气中稍小一些;对于板厚为16mm和40mm的焊接接头试件在海水中的疲劳寿命和空气中的寿命相应为36％和57％,可见随着板厚的增加,海水腐蚀疲劳寿命比空气中寿命的缩短要少一些。本文还从断裂力学方法出发,讨论了板厚影响焊接接头疲劳寿命的原因。     

船舶与海上移动平台焊接系数安全性验证研究

建立一套验证船体结构与海上移动平台规范焊缝安全性的理论方法,提出了船体与海上移动平台结构焊缝应力计算的3种模型和焊缝应力计算方法,确定了焊缝强度的应力标准。通过5个板条梁和4个短柱的焊缝强度试验,验证了焊缝的强度标准、焊缝应力公式的正确性和适用性。进行了11艘船体结构焊缝应力的提取和焊接系数利用因子的计算,获得了船体结构各类角焊缝利用因子的统计结果,证明现有规范的焊接系数符合GBS的要求。     

西非被动大陆边缘重力滑脱构造体系下的塑性构造

论述了西非被动大陆边缘深水环境下的重力滑脱构造体系中的塑性构造。研究发现塑性地层在整个西非被动大陆边缘都有分布,且盐岩塑性层主要分布在西非被动大陆边缘的西南部和西北部,发育层位为过渡期(J-K)构造层之内;中部尼日尔三角洲等塑性层主要为泥岩塑性层,发育层位为古近系和新近系。根据重力滑脱构造体系发育特征可划分为:以正断裂和塑性焊接构造为主的上部重力滑脱伸展构造、以底辟构造为主的中部重力滑脱底辟构造、以冲断裂、塑性褶皱和塑性冲断构造为主的下部重力滑脱冲断构造。根据塑性构造上覆地层的变形过程,塑性构造演化主要经历了后生变形期和同生变形期。塑性构造变形机制主要受基底掀斜作用和上覆地层的沉积速率控制。塑性构造中的底辟、褶皱、冲断及塑性焊接构造对油气成藏的控制作用依次减弱。     

具有裂纹损伤的海底管道断裂及疲劳评估

海底管道是海洋石油开发的重要设施之一,对其进行断裂安全评估是非常重要的。介绍了结构失效评估图（FAD）技术,详细阐述了BS7910：1999规范中三个不同等级的断裂评估方法和疲劳评估方法。通过断裂评估方法,能够对不向受力状态下的含焊接裂纹管道进行断裂评估,得到管道任何位置的极限裂纹长度;通过疲劳评估方法,能够对受复杂动荷载的含焊接裂纹管道进行疲劳评估,得到管道在此种受力环境下的疲劳寿命。     

焊接钢接头的海水腐蚀疲劳试验研究

本工作进行了板状焊接钢接头在空气中的常幅疲劳试验;和在海水中的常幅腐蚀疲劳试验(加载频率为0.2Hz,应力比 R=-1,海水温度～20℃,阴极保护负电位～850mV,SCE)。将两者试验结果比较,初步表明,钢接头海水腐蚀疲劳的平均寿命约为空气中的1/2到1/3。本工作还进行了焊缝经过 TIG 熔修的试件的试验,初步结果表明,TIG 熔修处理明显地增加了焊接接头的海水腐蚀疲劳(有阴极保护)寿命.     

冲击荷载作用下新型延展式张力腿平台时域分析

延展式张力腿平台是一种适用于深水油气开采的海洋平台结构。提出一种新型平台由四个立柱和一个环形浮箱连接而成,环形浮箱是由四个箱型梁焊接而成。根据给出的南海海域的海况条件和相应的规范计算结构的环境载荷,运用SESAM软件Deep C模块,考虑风、浪、流等环境荷载的作用和张力腿系统的非线性影响,进行了时域耦合分析,得到了平台的运动位移时程、张力腿系统张力时程和张力极值等。模拟波浪破碎作为冲击载荷,得到张力腿平台在冲击荷载作用下的运动位移时程、张力腿系统的张力时程。研究结果表明:该新型平台具有良好的运动响应,张力筋腱应力满足安全要求;在冲击载荷作用下新型平台的运动响应也满足要求。     

大跨度全焊接钢桥的建造

大跨度全焊接钢桥的优点已充分显示,并为建港工程师所重视。当采用高强低合金钢时,施焊工艺的选择与建筑物的质量息息相关。本文仅就施工过程中易被忽视的问题作简要介绍。     

青岛地区气旋大—暴雨的过程模式

气旋是产生大－暴雨的主要天气系统之一，根据青岛地区产生大－暴雨的特点，将气旋大－暴雨划分三个阶段，根据气旋发生前７００ｈＰａ影响系统和低层锋区上冷暖锋形式的方式，将气旋分焊接类气旋和波动类气旋。     

青岛地区气旋大─暴雨的过程模式

气旋是产生大──暴雨的主要天气系统之一，根据青岛地区产生大──暴雨的特点，将气旋大──暴雨划分为三个阶段；根据气旋发生前700hPa影响系统和低层锋区上冷暖锋形成的方式，将气旋分为焊接类气旋和波动类气旋。