随机冰载下海上固定平台管节点的疲劳寿命估算

根据冰激振动理论，分析了海冰对海上钻井平台的不同破坏形式，为了解决海洋石油钢结构在低温冰载作用下的疲劳性能问题，进行了室温与低温下随机冰载作用对钢结构疲劳裂纹扩展的试验研究。根据试验结果，计算了平台管节点的疲劳累积损伤和随机冰载的等效应力，提出了综合计算等效应力幅的新方法，给出了管节点的疲劳寿命曲线及基储算参数。     

复杂载葆下的疲劳寿命估算

从疲劳过程本质上是材料静强度不断退化过程的观点出发，建立了一个强度退化模型，将模型应用于两级、多级和随机载荷下疲劳寿命估算，经试验和算例验证，表明该方法是合理可行的。     

随机载荷下疲劳寿命的估算

本文论述了高周疲劳构件在平稳随机载荷作用下寿命预估的频域分析法,在现有文献和理论的基础上,给出了宽带高斯应力作用下,由危险点应力过程的自功率谱函数直接估算疲劳寿命的公式,并作了初步验证,适用于工程设计阶段和解决危险点应力-时间历程难以实测的疲劳问题.     

浅海重力式平台的冰振疲劳寿命估算

基于S-N曲线和Miner损伤累计理论对在冰载荷作用下的浅海重力式平台进行动力分析,得到热点的应力时程曲线,分析了不同的冰疲劳工况对平台的损伤影响,并绘制了图形进行了对比,表明了在考虑冰厚概率分布的情况下平台的疲劳累计损伤随着冰厚的增加先增大后降低,对平台的寿命进行了粗略的估算,结果满足平台的寿命设计要求,又对平台的强度进行了校核,结果满足钢结构设计规范的强度要求,同时绘制了平台的响应随时间变化的曲线,模拟的结果和实际情况相吻合.对进一步在复杂的环境中评估平台的安全性和耐久性提供一种参考,也为对平台的优化设计提供一定的帮助.     

变幅循环加载下的疲劳寿命估算

根据等效载荷概念分析了在４级应力谱载荷作用下疲劳裂纹扩展试验的结果。本文根据Ｐａｒｉｓ定律推导出等效载荷计算公式,研究结果表明该等效载荷法对疲劳寿命估算较为合理,更符合工程实际。本文的分析方法可为缺陷评定提供有意义的参考。     

管节点疲劳裂纹扩展规律和寿命估算

对Ｔ型管节点的疲劳试验进行分析，研究疲劳裂纹的扩展规律，用“柔度法”计算应力强度因子范围ΔＫ，确定材料常数ｃ，ｍ，提出并运用“直线－曲线模式法”估算管节点疲劳寿命，结果与试验吻合，具有一定的实用参考价值。     

在循环载荷作用下螺纹连接件疲劳寿命的估算

就螺纹连接件在循环加载下按裂纹形成阶段和裂纹扩展阶段估算其全过程的疲劳寿命，对于第一阶段采用进行估算；对于第二阶段，推荐了一个计算应力强度因子的修正式，然后按帕里斯方程式进行估算。     

随机疲劳寿命的估算

概述了随机疲劳寿命估算的一般过程,就该过程中的局部真实应力应变分析的简化计算方法和随机载荷下的循环应力应变模拟及疲劳损伤进行了探讨。依据实验结果,提出了一个能量损伤模型,通过寿命估算,对提出的模型进行了验证,并将其估算结果与现有的几种典型疲劳损伤模型估算结果进行了比较。同时,还讨论了疲劳性能参数的波动对寿命估算精度的影响。     

结构疲劳寿命估算的计算机仿真

采用人工神经物方法描述了材料在疲劳损伤过程中的性能变化,将材料的疲劳过程看作一个离散事件,建立了既能反映累积损伤的非线性效应,又能反应映材料循环特性的疲劳损伤累积模型。     

给定存活率下45钢的疲劳寿命估算

基于临界损伤原理,在以损伤应变范围作为金属材料疲劳裂纹萌生寿命控制参量的基础上,推导了一个新的疲劳裂纹萌生寿命(Fatigue Crack Initation Life, FCIL)估算模型,并给出了模型中始裂抗力系数和始裂门槛值与金属拉伸性能参数之间的关系。与郑氏公式不同,新的FCIL估算模型中疲劳延性指数不恒等于-0.5,而是一个材料常数,用以反映材料抵抗疲劳破坏的能力。以新的FCIL估算模型为基础,建立了含缺口45钢具有给定存活率的疲劳寿命预测公式(PSN曲线公式)。与基于郑氏公式的PSN公式相比,新的PSN曲线公式可以更为准确地预测45钢具有给定存活率的疲劳寿命。     

海洋石油钻采平台构件的疲劳裂纹扩展寿命分析

本文给出了在任意应力时间历程作用下,具有初始裂纹的构件达到失稳破坏的剩余寿命的估算方法,并对海洋工程中常用材料16Mn在模拟海水介质中进行了确定裂纹扩展速率常数C和m的实验。本文给出了较简单的剩余寿命估算公式,可用于一般情况的海况作用下粗略估算构件的剩余寿命。在海水介质中,对表面半椭圆形裂纹试件的裂纹扩展速率实验表明,在加载频率为1～10Hz、应力比为0.15～0.30范围内,加载频率及应力比对裂纹扩展速率影响不明显。     

海洋石油钢结构焊接构件疲劳可靠性的研究

本文重点研究了带有缺陷的焊接构件的疲劳可靠性;建立了贯穿壁厚的疲劳失效模型;对NDT精度等疲劳参量的统计特性作了分析。基于寿命模型,应用结构可靠性原理探讨了设计阶段构件的疲劳可靠性预测及带裂纹构件剩余寿命的概率分析问题。通过相应的计算,给出了几组特定参数下的失效概率曲线,并分析了有关参数的作用。     

海洋平台管节点应力强度因子的工程计算模型

海洋平台管节点应力强度因子模型是平台寿命预测、断裂失效评价的基础。本文回顾了该领域的研究进展，对基于疲劳试验的数据模型、平板模型、圆柱模型、权函数法和基于有限元的数据模型等国内外多种计算模型进行了总结，并对各种模型的适用性进行了分析对比，由此推荐其中几种较好的计算方法供工程应用。     

渤海石油平台用钢A537疲劳裂纹的扩展特征

对渤海石油平台管节点用钢A537在238K,237K和303K三个温度下的疲劳裂纹扩展情况进行了试验研究.试验结果表明.这种钢材在每一个测试温度下的疲劳裂纹扩展均遵循Paris规律.不同温度下的疲劳裂纹扩展曲线随应力强度因子幅值的增加而有汇合趋势,并在某一高扩展速率处相交.试验还表明,温度降低,A537钢的裂纹扩展速率下降,而Paris指数n则大为增加.在裂纹扩展后期,低温下裂纹扩展速率的增长速度远大于室温,因此,低温时的扩展速率反而高于室温时的扩展速率.     

海洋结构疲劳可靠性的定量评价方法

回顾和总结了海洋钢结构疲劳可靠性定量预测技术的进展进程,将海洋石油钢结构疲劳可靠性预测技术分为两大类.第一类为概率可靠性评价方法,包括一阶二矩法、改进的二阶矩法、数值模拟法和寿命分布法等概率分析方法;第二类为模糊及概率疲劳可靠性预测方法,包括数学规划法、参数离散法和模糊数值模拟法.文中对预测技术的适用性作了系统的评述.     

应用夏波希模型估算海洋石油钢结构疲劳寿命的试验研究

基于损伤力学的理论和方法,书夏波希疲劳损伤数学模型应用于海洋石油钢结构的疲劳寿命估算.对国产海洋用钢15MnVNb的表面裂纹试样在拉-弯载荷联合作用下,进行了疲劳损伤试验,提出了损伤因子的测量方法及疲劳损伤特性参数的计算方法.根据常幅疲劳试验结果,计算出了15MnVNb材料损伤特性参数,并给出了疲劳寿命估算的表达式.通过模拟海浪载荷的随机疲劳试验,验证了夏波希模型.疲劳寿命的理论计算结果与试验结果的相对误差约为7％,说明两者吻合较好.     

十字焊接接头（不开剖口）疲劳强度试验研究

通过对横向承载不开剖口十字焊接接头的疲劳试验,研究了此类接头的疲劳裂纹萌生位置和扩展行为及接头的破坏情况。求得不开剖口接头的 P-S-N 曲线,用升降法测得接头在指定寿命(2×10~6周)的条件疲劳极限。为工程上焊接构件的设计使用提供了疲劳设计数据和设计曲线。     

钻杆外加厚过渡带几何缺陷对使用寿命的影响

针对钻杆外加厚过渡带过渡不全及台肩几何缺陷，分析了它们对应力和钻杆疲劳寿命的影响，提出了对这种影响程度的近似计算式。同时还进行了外加厚过渡带台肩缺陷对钻杆疲劳寿命的影响模拟试验研究，所得试验结果和理论分析大体一致。在此基础上对钻杆外加厚过渡带几何缺陷的检验标准及处理方法提出了一些重要建议。     

渤海导管架平台桩腿及其隔水导管群上的冰力

针对渤海ＳＺ３６－１油田井口导管架平台的桩腱及其隔水导管群在设计冰况条件下所受冰力进行冰力模型试验，试验表明，由冰的阻塞的堆积引起冰排的组合型式破坏，测得的各种情况下的冰力值均小于原设计冰力，试验遵守模型相似律，试验方案、测量技术及数据分析达到工程要求标准，结果通过技术鉴定和验收，设计部门据此修改原设计冰力的取值，为平台重新送交国际标准检验部门检验提供依据。