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      海洋石油焊接鋼結構的疲勞失效概率及可靠度

      發布者: 發布時間:2016/4/8 11:02:46 閱讀:次 【字體:

      計算疲勞失效概率及可靠度應根據疲勞失效模式而定、海洋石油焊接鋼結構的疲勞失效摸式主要有貫穿璧厚的失效及極大載荷作用下的脆斷破壞,F按這兩種失效棋式,研究其疲勞失效概率及可靠度的計算方法如下:

      1.貫穿壁厚的疲勞失效所謂貫穿壁厚是指在深度方向裂紋擴展到貫穿壁厚,但實際上裂紋穿透壁厚后,鋼結構并未完全喪失承載能力,因此在疲勞可靠性分析模型中常取壁厚或壁厚的一半作為裂紋臨界長度。下面分成兩種情況,來研究疲勞失效概率的計算。

      (1)將初始裂墳尺寸看成隨機變量時的疲勞失效概率計算。

      (2)已存在裂墳時剩余剩余的疲勞失效概率的計算:若經檢測已測出裂紋尺寸時,進行剩余疲勞壽命的計算,則應按照斷裂力學方法來估算。這時,需要考慮無損傷的影響。

      無損探傷測量精度的隨機變量,它應服從對數正態分布,對于焊接鋼結構其均值。

      上述兩種情況,當隨機變量的概率特性已知之后,均可按照原理,應用直接模擬法,進行數值模擬,計算出疲勞失效概率P(Z<0)。

      2.極大載荷(應力集中)作用下的脆斷失效這種失效模式的特點是焊接鋼結構上已有缺陷或裂紋,在極大載荷作用下,一旦缺陷或裂紋所在部位的應力強度因子超過材料的斷裂韌性,裂紋就會失穩擴展,以至發生斷裂失效。對于這種失效模式,計算失效概率時,一般是將材料的斷裂韌性、初始裂紋尺寸、最大應力等參數當作隨機變量來處理,具體計算方法步驟如下:

      (1)選定失效模型:一般均選用剩余強度模型,即缺陷部位的最大應力大于結構的材料剩余斷裂強度R時即發生失效。

      (2)確定剩余強度一般在斷裂力學中,結構的斷裂韌性是抗斷性能的重要指標,對于海洋石油焊接鋼結構來說,常常采用韌性較好的材料,因而在應力集中部位裂紋往往產生較大的塑性區,這徉就不能應用彈性范圍內的臨界應力強度因子作為斷裂的判據;而應該用彈塑性范圍內的斷裂韌性指標作為失效判據,或者用裂紋開口位移(COD)設計方法來求得剩余斷裂強度。因后者應用廣泛且簡便,故下面將介紹COD設計方法的具體步驟:

      (3)分析概率特性

      1)斷裂韌性:一般可按正態分布或對數正態分布來描述,也有用威布爾分布描述的?筛鶕@三種分布之一,估算其均值及標準差。

      2)初始裂紋:按前面介紹的遵從正態分布來考慮。

      3)最大應力:對于這類極大型隨機變量用極值型分布描述較合理。

      希望大家看了“海洋石油焊接鋼結構的疲勞失效概率及可靠度”這篇文章讓你對海洋石油焊接鋼結構有深刻的了解,大家要趕快學習起來哦!我公司專業從事重慶鋼結構設計、加工制作和現場安裝,歡迎來電咨詢,我重慶奇冠鋼結構有限公司竭誠為您服務。

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