交变荷载作用下节点的疲劳破坏,主要取决于应力循环中的应力范围和应力循环次数,二者都是疲劳强度的重要指标,是疲劳寿命估算的重要参数。应力范围取决于作用在结构上的海况,每一海况对应一组波高和周期(或波谱),通过结构总体与局部受力分析,可以求得作用于各构件节点的最大应力范围(或应力谱)及相应的循环次数。因此,作用于构件节点上的应力循环实际是波浪循环的一种转换。疲劳寿命只与应力变化范围有关,而与应力大小无关。应力范围越大,对应的疲劳破坏循环次数就越小,因而疲劳寿命越低。
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. 工学 . 石油与天然气工程 . 海洋石油工程 . 海洋工程设计方法 . 海洋工程结构抗疲劳设计疲劳强度主要影响因素
/main influential factors for fatigue strength/
最后更新 2024-12-03
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可以影响疲劳强度的一些因素。
- 英文名称
- main influential factors for fatigue strength
- 所属学科
- 石油与天然气工程
在焊接构件节点中,焊接应力很高,有时可高达材料的屈服极限应力,这种构件在承受荷载时,通常在热点处首先发生塑性应变,出现微裂纹。为了减少残余应力的影响,通常采用焊后热处理的方法使残余应力降到最低程度。
用以制作节点的钢材,可能由于机械加工形成的内部孔洞、边缘凹口、截面宽度与厚度的过渡或突变,也可能由于焊接工艺形成的几何缺陷,以及冶金工艺形成的材料微观组织缺陷,使得构件不是理想的连续体,通常在这些缺陷处产生应力集中,成为疲劳开裂的裂纹源。材料缺陷对节点强度的影响是至关重要的,因此要慎重检验原材料,加工和焊接工艺的各个工序,把缺陷减小到最低限度。
处于海洋环境工作的节点,由于海水腐蚀与周期性波浪荷载的共同作用,容易引起腐蚀疲劳,当无可靠的阴极保护时,它将加速节点破坏。对于在严寒地区安装的平台,低温可以使钢材冷脆,可能出现低温疲劳。
由于疲劳破坏与结构的受荷载全部历程有关,因此产生最大荷载的波浪,对疲劳而言不一定是最危险的,最危险的是平台在整个使用寿命期间大量出现的中等海况。中等海况的波浪对疲劳破坏起着决定的作用。