海底管道疲劳寿命计算方法研究
疲劳破坏是海底管道的主要失效形式之一。本文采用英国规范BS7910对含缺陷的海底管道管跨的裂纹进行安全评估，估算在一定载荷水平下的管道失效临界裂纹尺寸。通过把管道裂纹的发展过程分为裂纹萌生和扩展两个阶段，分别采用局部应力应变法分析裂纹萌生阶段，采用断裂力学裂纹扩展理论循环续循环的方法分析裂纹扩展阶段。论文完成的主要工作有：
1、不规则波的模拟。通过OrcaFlex波浪载荷计算软件采用规则波模拟不规则波以计算获得管道的应力时历。
2、管跨计算模型的建立。对管跨模型采用不同约束条件和跨长分别计算在同一种波浪载荷作用下的应力时历并且分析管跨不同部位的应力分布。
3、管道缺陷的失效评估。采用英国规范BS7910中等级2B的工程断裂评定方法，分别计算缺陷的应力强度因子和参考应力，使用失效评估图估计缺陷在一定载荷条件下的失效尺寸。
4、裂纹萌生寿命计算。把管道裂纹的发展过程分为裂纹萌生和扩展两个阶段。采用局部应力应变法计算缺陷的局部应力应变，并且计入载荷顺序的影响，计算得到管道不同危险点的裂纹扩展寿命。
5、裂纹扩展寿命计算。计算管道缺陷在每次载荷作用下裂纹扩展后的应力强度因子幅值，将幅值代入到裂纹扩展速率模型中，求出裂纹扩展量，再通过扩展后的裂纹尺寸计算新的应力强度因子，重复迭代计算得到管道的裂纹扩展寿命。
海底管道;局部应力应变法;疲劳寿命计算;失效评估
哈尔滨工程大学
硕士
船舶与海洋结构物设计制造
石德新
2012
中文
U178
81
2013-04-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）