KK管节点中表面带裂纹应力强度因子的数值分析及参数研究 被引量：1

1

作者 杜之富 邵永波 胡维东 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期259-265,共7页

提出一种适用于包含表面裂纹的KK节点的有限元网格分区产生方法。这种方法是根据计算精度的需要,把整个KK节点结构划分为几个不同的子区域,其中每个子区域由不同类型的单元和网格密度组成。对KK节点中表面裂纹的模拟采用五种单元,即六... 提出一种适用于包含表面裂纹的KK节点的有限元网格分区产生方法。这种方法是根据计算精度的需要,把整个KK节点结构划分为几个不同的子区域,其中每个子区域由不同类型的单元和网格密度组成。对KK节点中表面裂纹的模拟采用五种单元,即六面体单元、棱柱单元、四分之一结点的棱柱单元、四面体单元和棱锥单元。采用五种不同类型的单元模拟表面裂纹,可以有效避免裂纹附近单元的过度扭曲,保证计算精度。在提出的有限元模型基础上,采用J积分和位移外推插值两种方法计算KK节点中表面裂纹边缘的应力强度因子值。计算结果发现,两种方法得到的结果非常吻合,从而证明这两种方法在计算KK节点中表面裂纹应力强度因子的可行性。最后,通过对70个KK节点模型的分析计算,研究节点的几何参数以及裂纹形状对应力强度因子的影响。 展开更多

关键词 KK管节点 表面裂纹 应力强度因子 J积分 位移外推插值

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海洋平台中KK管节点表面裂纹应力强度因子的有限元计算方法 被引量：4

2

作者 邵永波 杜之富 胡维东 《船舶力学》 EI 北大核心 2008年第1期80-88,共9页

海洋平台中的KK管节点由于长期承受循环载荷而容易在焊缝处产生疲劳表面裂纹。对包含表面裂纹的KK节点的残余寿命的评估依赖于对表面裂纹应力强度因子的准确估算。本文首先提出了KK节点中表面裂纹的有限元网格产生方法,然后采用线弹性... 海洋平台中的KK管节点由于长期承受循环载荷而容易在焊缝处产生疲劳表面裂纹。对包含表面裂纹的KK节点的残余寿命的评估依赖于对表面裂纹应力强度因子的准确估算。本文首先提出了KK节点中表面裂纹的有限元网格产生方法,然后采用线弹性断裂力学理论,通过裂纹前缘的位移外推插值法分析了KK节点在轴向力作用下沿着表面裂纹的应力强度因子的分布情况。最后,通过对22个KK节点的模型分析,研究了节点的几何参数和裂纹形状参数对应力强度因子的影响情况。 展开更多

关键词 KK管节点 表面裂纹 应力强度因子 有限元网格 线弹性断裂力学 位移外推插值法

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KK节点中表面裂纹应力强度因子的数值分析 被引量：3

3

作者 邵永波 杜之富 胡维东 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期9-14,共6页

海洋平台中的管节点在出现疲劳裂纹后,其残余寿命的估算依赖于对焊缝处表面裂纹应力强度因子的精确计算。首先介绍了包含表面裂纹的KK节点的有限元网格产生方法。采用了五种不同类型的单元,即六面体单元、四分之一结点的裂纹单元、棱柱... 海洋平台中的管节点在出现疲劳裂纹后,其残余寿命的估算依赖于对焊缝处表面裂纹应力强度因子的精确计算。首先介绍了包含表面裂纹的KK节点的有限元网格产生方法。采用了五种不同类型的单元,即六面体单元、四分之一结点的裂纹单元、棱柱单元、棱锥单元以及四面体单元来形成KK节点焊缝处表面裂纹的网格。然后通过交互J积分法计算出了KK节点表面裂纹的应力强度因子分布情况。 展开更多

关键词 管节点 应力强度因子 交互J积分法 表面裂纹 有限元网格

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承受平衡轴力的空间KK管节点应力集中系数研究 被引量：3

4

作者 胡维东 邵永波 杜之富 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期19-25,64,共8页

采用有限元法分析了空间KK型管节点在承受平衡轴力作用下的应力集中系数。在有限元分析中,首先采用分区网格法产生KK节点的有限元网格,这种方法可以针对不同应力梯度的区域形成不同质量和精度的网格。然后在分区网格法的基础上,采用ABAQ... 采用有限元法分析了空间KK型管节点在承受平衡轴力作用下的应力集中系数。在有限元分析中,首先采用分区网格法产生KK节点的有限元网格,这种方法可以针对不同应力梯度的区域形成不同质量和精度的网格。然后在分区网格法的基础上,采用ABAQUS(2000)通用软件分析计算了KK型管节点在平衡轴力作用下的应力集中系数的大小和分布。最后,通过对30个KK节点模型的有限元分析,研究了KK节点几何参数对其应力集中系数大小以及分布情况的影响。 展开更多

关键词 KK型管节点 平衡轴力 应力集中系数 分区网格法 几何参数

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轴向荷载作用下K型管节点焊缝周围应力分布的参数公式 被引量：3

5

作者 邵永波 杜之富 Lie Seng Tjhen 《船舶力学》 EI 北大核心 2011年第10期1134-1144,共11页

应用分区产生网格的方法产生了K型节点的有限元模型,计算了在轴向荷载作用下K型节点焊缝周围的热点应力分布情况,并与相关试验结果进行对比分析,验证了所提出的有限元模型的可行性和准确性。通过对1152个K节点模型分析,研究了几何参数对... 应用分区产生网格的方法产生了K型节点的有限元模型,计算了在轴向荷载作用下K型节点焊缝周围的热点应力分布情况,并与相关试验结果进行对比分析,验证了所提出的有限元模型的可行性和准确性。通过对1152个K节点模型分析,研究了几何参数对K型节点焊缝周围热点应力分布的影响,发现在几何参数取不同值时热点应力的分布随几何参数的变化发生改变,而且热点应力的位置也随着几何参数的变化在冠点和鞍点之间移动。并在此几何参数分析的基础上,提出了K型节点焊缝周围应力集中系数分布的参数公式,并对参数公式进行了误差分析。对于绝大多数K节点模型,拟合得到的参数公式所计算的焊缝周围应力分布结果是精确可靠的,所以提出的参数公式为工程中K节点疲劳设计和分析提供了参考方法。 展开更多

关键词 K型节点 分区产生网格法 应力分布 参数公式

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海洋工程作业坠物跌落的非线性有限元分析 被引量：3

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作者 杜之富 高学静 +1 位作者 韩华伟 张谭龙 《船舶工程》 CSCD 北大核心 2011年第S1期182-186,共5页

基于烟台中集来福士建造的起吊铺管船,应用非线性有限元分析方法对坠物跌落过程进行数值仿真,并对船体结构受坠物冲击后的性能进行研究.同时,分别分析了坠物从不同高度跌落相对应速度时结构的应力和应变,得到了能造成被跌落碰撞的船体... 基于烟台中集来福士建造的起吊铺管船,应用非线性有限元分析方法对坠物跌落过程进行数值仿真,并对船体结构受坠物冲击后的性能进行研究.同时,分别分析了坠物从不同高度跌落相对应速度时结构的应力和应变,得到了能造成被跌落碰撞的船体结构的失效时对应的高度,为避免发生船体结构被跌落物体砸断裂或砸穿提供了一个参考的物体提升高度. 展开更多

关键词 铺管船 坠物 跌落碰撞 ABAQUS

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碰撞分析技术在铺管船安全性能评估中的应用 被引量：1

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作者 杜之富 李磊 +2 位作者 韩华伟 张谭龙 杨永辉 《船海工程》 2013年第3期25-28,33,共5页

应用非线性有限元分析方法,基于烟台中集来福士建造的起吊铺管船,对铺管船的舷侧结构碰撞损伤过程进行数值仿真,并对船体结构受碰撞冲击后的性能进行研究。船体结构的碰撞损伤变形在碰撞区域主要表现为塑性变形,在碰撞区域以外主要表现... 应用非线性有限元分析方法,基于烟台中集来福士建造的起吊铺管船,对铺管船的舷侧结构碰撞损伤过程进行数值仿真,并对船体结构受碰撞冲击后的性能进行研究。船体结构的碰撞损伤变形在碰撞区域主要表现为塑性变形,在碰撞区域以外主要表现为弹性变形。对比不同初始速度下被碰船体舷侧结构的变形形式和损伤程度,得到被碰船的破损时临界速度。 展开更多

关键词 铺管船 船舶碰撞 碰撞冲击 ABAQUS

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自升式钻井平台中高压管道应力分析 被引量：2

8

作者 徐红梅 韩华伟 杜之富 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期112-116,共5页

高压泥浆系统是自升式钻井平台中的重要系统,对维持生产作业、保证平台的安全具有极为重要的意义。作为一个高性能,高应力系统,对高压泥浆系统进行应力分析以便对管线系统的布置、支吊架位置和结构进行评估是很有必要的。鉴于此,从分析... 高压泥浆系统是自升式钻井平台中的重要系统,对维持生产作业、保证平台的安全具有极为重要的意义。作为一个高性能,高应力系统,对高压泥浆系统进行应力分析以便对管线系统的布置、支吊架位置和结构进行评估是很有必要的。鉴于此,从分析理论、参考标准、分析工具和校核工况组合等多个方面进行探讨,计算该高压泥浆系统的一次应力和二次应力,法兰的强度以及模态分析,得到合理的管路布置,探索出自升式钻井平台中高压泥浆系统应力分析的可行方法。 展开更多

关键词 自升式钻井平台 高压泥浆系统 应力分析 模态分析

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圆柱型桩腿的自升式平台风暴站位分析 被引量：1

9

作者 尹秀凤 杜之富 《船舶标准化工程师》 2016年第4期21-26,共6页

以四圆柱桩腿自升式气体压缩平台为例,利用SACS软件对圆柱型桩腿的自升式平台风暴站位工况进行分析,根据AISC规范校核桩腿强度,依据计算结果校核提升系统能力、桩靴承载能力、平台抗倾覆能力等。对圆柱型桩腿的自升式平台设计具有一定... 以四圆柱桩腿自升式气体压缩平台为例,利用SACS软件对圆柱型桩腿的自升式平台风暴站位工况进行分析,根据AISC规范校核桩腿强度,依据计算结果校核提升系统能力、桩靴承载能力、平台抗倾覆能力等。对圆柱型桩腿的自升式平台设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 自升式平台 圆柱型桩腿 桩腿强度 抗倾能力 风暴站位

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海洋平台铁舾装减重研究

10

作者 夏广印 杜之富 《应用科技》 CAS 2020年第3期6-10,共5页

海洋平台重量控制中,铁舾装等重量往往被忽视,并且设计一般以经验为主。但是,铁舾装减重对海洋平台设计意义重大。本文以铁舾装件中典型的花钢板设计为例,提出一种可操作性强,又满足安全性要求的铁舾装重量控制方法。首先进行相关规范... 海洋平台重量控制中,铁舾装等重量往往被忽视,并且设计一般以经验为主。但是,铁舾装减重对海洋平台设计意义重大。本文以铁舾装件中典型的花钢板设计为例,提出一种可操作性强,又满足安全性要求的铁舾装重量控制方法。首先进行相关规范的研究,确定规范中对这些铁舾装件的设计要求,然后根据规范的规定情况进行设计研究。经过研究可知,目前依据经验设计的铁舾装件,普遍过于保守。通过精确的计算,得出指导性设计选型数据。 展开更多

关键词 海洋平台 重量控制 规范设计 花钢板 有限元校核 正应力 弯矩

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利用上层建筑外围舱壁吊装超大模块强度分析

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作者 张忠鹏 张谭龙 +4 位作者 杜之富 徐红梅 李磊 韩华伟 张工 《船海工程》 北大核心 2015年第1期137-140,共4页

利用ABAQUS有限元分析软件并参考相关海洋工程操作规范,对设计有大型上层建筑结构的海洋钻井平台整体上船体模块的吊装强度进行有限元分析,并利用整体分析的结果数据和子模型的方法详细评估吊点附近结构的开孔应力集中情况,形成指导吊... 利用ABAQUS有限元分析软件并参考相关海洋工程操作规范,对设计有大型上层建筑结构的海洋钻井平台整体上船体模块的吊装强度进行有限元分析,并利用整体分析的结果数据和子模型的方法详细评估吊点附近结构的开孔应力集中情况,形成指导吊装加强及操作的分析报告,对比有限元分析所得数据与吊装过程中实测的数据,验证有限元分析方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 ABAQUS 有限元分析 上层建筑 吊装

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半潜式平台立柱与浮筒连接节点疲劳可靠性分析

12

作者 王洪庆 李德江 +3 位作者 傅强 李磊 张国栋 杜之富 《海洋工程装备与技术》 2016年第4期227-235,共9页

半潜式平台结构和受力条件复杂。能否准确把握关键节点结构在复杂受力条件下的疲劳性能,直接影响到平台整体结构的疲劳可靠性。针对目前频繁出现的平台立柱与浮筒连接节点疲劳失效,首先总结工程中主流的四种立柱与浮筒连接节点形式;然后... 半潜式平台结构和受力条件复杂。能否准确把握关键节点结构在复杂受力条件下的疲劳性能,直接影响到平台整体结构的疲劳可靠性。针对目前频繁出现的平台立柱与浮筒连接节点疲劳失效,首先总结工程中主流的四种立柱与浮筒连接节点形式;然后,利用设计波法计算总体载荷,子模型法获得热点应力,以及简化疲劳方法评估节点疲劳寿命;再次,采用古特曼模型以及Gerber模型讨论平均应力对节点结构寿命的影响,计算结果表明,四种不同方案的节点形式热点应力水平和疲劳寿命差异很大。据此,从半潜式平台总体结构响应入手,通过对比分析各个方案结构形式和计算结果,阐述导致节点计算疲劳寿命差异的主要原因。最后根据挪威船级社(DNV)规范提供的数据简要分析该节点的疲劳寿命对整个平台可靠度的影响。 展开更多

关键词 半潜式平台 疲劳寿命 连接节点 平均应力 可靠性

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边界元分区子域法研究混凝土构件的断裂特性

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作者 邵永波 岑章志 +1 位作者 李涛 杜之富 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期107-115,共9页

混凝土构件发生断裂破坏时材料内部的裂纹呈现粘性特征。采用边界元分区子域法建立了求解混凝土构件粘性裂纹扩展过程的离散化方程,并利用该法分析了有初始裂纹的三点弯曲梁试件的断裂破坏过程,得到了构件破坏过程中荷载与加载点挠度之... 混凝土构件发生断裂破坏时材料内部的裂纹呈现粘性特征。采用边界元分区子域法建立了求解混凝土构件粘性裂纹扩展过程的离散化方程,并利用该法分析了有初始裂纹的三点弯曲梁试件的断裂破坏过程,得到了构件破坏过程中荷载与加载点挠度之间的关系曲线,确定了混凝土梁发生失稳断裂时的临界荷载。此外,利用边界元分区子域法模拟分析混凝土三点弯曲梁试件的断裂过程中得到的裂纹口张开位移,计算了衡量混凝土构件断裂过程中的双K参数:起裂韧度和断裂韧度。通过和试验测试结果的对比,发现边界元分区子域算法得到的数值模拟结果和试验结果吻合很好,从而证明该方法在分析混凝土构件断裂破坏过程的精确性和可靠性。 展开更多

关键词 混凝土构件 粘性裂纹 边界元分区子域法 断裂破坏 双K参数

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