深水半潜式平台结构关键节点疲劳破坏机理试验研究

深水半潜式平台结构在深海环境荷载及作业动荷载的作用下容易产生疲劳损伤累积,加速疲劳裂纹扩展,导致结构发生疲劳破坏。对深水半潜式平台横撑部位的两类关键节点进行了疲劳试验研究,分析了关键节点的疲劳破坏现象、疲劳破坏过程以及疲劳裂纹扩展规律。试验结果表明:应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算关键节点的疲劳寿命低于试验所得的疲劳寿命,说明应用规范给出的裂纹扩展模型和参数估算节点的疲劳寿命比较安全;根据疲劳试验结果建立的关键节点的S-N曲线参数与DNV规范给出的较为吻合;关键节点焊趾处的ε-N关系曲线可以反映出关键节点疲劳破坏的三个阶段破坏规律。研究结果为有效地预测平台结构关键节点的疲劳损伤程度,及时进行维修加固延长结构的使用寿命提供参考。     

宽带波浪载荷下海洋结构物内应力范围及疲劳损伤分析

研究短期海况中海洋结构物在宽带波浪载荷作用下交变应力过程中的应力范围的概率分布及结构疲劳损伤问题.首先从应力的功率谱密度出发,利用小波变换作为工具,对应力过程进行模拟.然后用雨流计数法识别出应力过程中对结构造成疲劳损伤的应力范围,并用Weibull分布对应力范围的分布进行了拟合;最后给出了应力范围服从Weibull分布时结构疲劳损伤的计算方法.     

新型多柱桁架式Spar平台疲劳寿命分析

利用谱分析方法对新型多柱桁架式Spar平台的关键点进行了疲劳寿命分析计算.首先建立平台的有限元计算模型,并在频域内进行动力分析;然后利用热点应力法求出关键点应力传递函数,根据应力传递函数得到每个短期海况的应力谱和应力谱参数;最后采用Miner线性累积损伤准则计算出关键点的疲劳寿命,计算结果表明关键点疲劳寿命符合规范要求.     

海中输流立管涡激振动试验研究及疲劳寿命分析

为研究海洋立管涡激振动响应并预测其疲劳寿命,在中国海洋大学物理海洋实验室大型风-浪-流水槽进行海洋立管涡激振动模型试验.考虑管内流体的流动,运用相似理论将实际海洋立管缩放为试验模型,施加不同流速的外流,测得立管在涡旋脱落时顺流向及横向振动的应变时程曲线,根据实测结果,采用Miner理论对立管进行疲劳寿命分析.结果表明:立管横向振动比顺流向振动强烈,大约高一个数量级;随骀着外流流速的增加,管道横向及顺流向振动明显增加,立管的疲劳寿命降低;立管中部及端部振动比较强烈,疲劳寿命较其它位置处低,容易发生疲劳破坏.     

基于交通振动环境下建筑结构损伤机理及减振隔振的研究现状

随着交通建设的发展,越来越多的公路要临近已有建筑物通过,而由于建设或重车通行引起的振动对周边建筑结构产生了很大的安全威胁,严重的甚至造成了建筑结构的损坏.论文通过对交通振动下建筑结构的振动控制标准和在振动中的损伤机理进行综述,系统总结了交通振动对建筑影响的方法,介绍了目前交通振动对建筑结构安全性影响的研究现状和方法,分...     

引水隧洞工程中热应力对围岩表层稳定性的影响分析

岩石中的热应力作用,是岩石热学问题中的一个重要研究内容。热应力由温度变化造成,温度的周期性变化引起热应力的周期性变化,热应力周期性作用导致岩石的疲劳破坏。以雅砻江锦屏水电站深埋引水隧洞为例,分析隧洞围岩温度场的分布特征,根据热应力交变作用特点,提出岩石的疲劳破坏判据,并利用这个判据分析热应力作用下隧洞围岩表层的破坏特点。     

基于EIFS和P-M的海底管道腐蚀疲劳寿命预测

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。     

锦屏深埋大理岩破裂扩展的时间效应试验及特征研究

脆性岩石破裂扩展的时间效应与地下工程的长期稳定性密切相关。针对锦屏深埋大理岩易受高应力卸荷而产生初始损伤的特点,首先利用无损取样技术获得无损岩样,并利用声发射对无损岩样进行初始损伤检测,剔除初始损伤对试验结果的影响。之后利用获得的无损岩样进行一系列的长期加载的静态疲劳试验验证锦屏大理岩强度的时效特性。结果显示,锦屏大理岩表现出强度随时间衰减的特性,当应力驱动比较低时,需要的时间也相应增加,最后得到静态疲劳极限为0.48。分析证明,脆性岩石在稳定荷载作用下蠕变曲线也分为3个阶段,同时应变率也表现出相应的变化趋势,利用扩容指标阐述了岩样在静态疲劳试验中的变形特征和破坏模式。最后,利用FLAC3D计算了开挖引起的应力松弛区和应力集中区,说明了埋深对试验结果的影响。针对试验中出现的含节理岩样强度较低的问题,借助颗粒流程序PFC中的光滑节理模型进行了数值试验,结果显示,节理的存在极大地影响了岩样的整体强度,并且在加载初期,存在压缩紧密,而在残余阶段,存在一定的强化效应和延性特征。     

冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大;冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧;随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高;随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。      

岩石蠕变试验中伺服试验机的控制性能

在本项研究中,调查了伺服试验机应用于蠕变试验时的控制性能。首先,假设一个线性岩石模型,从而验证、得到机械—岩石系统的特征方程式,并发现在一次和二次蠕变阶段,系统是稳定的,但在三次蠕变域系统是不稳定的。其次,因作者最近提出的非线性粘弹性模型,对三次蠕变域进行了计算机模拟实验。模拟实验结果总结如下: 1) 控制性能主要受实验的固有频率、伺服系统的放大和液压缸的控制。 2) Ⅱ组岩石的重蠕变曲线较Ⅰ组岩石的全蠕变曲线更易获得。最后,用稻田花岗岩、三城目安山岩和河津凝灰岩作为岩石样品,在单轴压缩条件下进行了蠕变实验。从而发现模拟实验结果与该实验结果是一致的。