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海洋平台K型管节点的疲劳裂纹扩展分析Ⅱ:数值分析
  • ISSN号:1007-4708
  • 期刊名称:《计算力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TU398[建筑科学—结构工程]
  • 作者机构:[1]烟台大学土木工程学院,烟台264005, [2]大连理工大学工程力学系,大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金(10142001;Y2006F46)资助项目.
中文摘要:

对于已含初始裂纹平台管节点的寿命预测很大程度上依靠应力强度因子的精确值,而复杂载荷条件下的节点应力强度因子的计算尚无参数方程直接确定。本文提出了一种含表面裂纹的K节点的有限元网格产生方法,即把整个K节点划分为几个子区域,每个子区域的网格具有不同类型的单元和不同的密度。这种方法在控制网格密度,尤其是控制沿着裂纹边缘单元的边长比方面有其独特的优越性,当所有子区域的网格自动产生后,容易得到整个结构的有限元模型。同时用J积分和位移外推插值法分别计算了一个K型节点沿着裂纹前缘的应力强度因子值,发现:试验得到的应力强度因子值和提出的模型计算结果非常吻合,证明了所提有限元模型的准确性。

英文摘要:

The prediction of the damaged tubular K-joints depends very much on the accuracy of the stress intensity factors (SIFs). No parametric equations and very few results have been proposed and published in the literature for estimating the SIFs of any K-joints subjected under complex loading conditions. In this paper, a mesh generation method has been proposed for a typical K-joint containing a surface crack. This method is realized by dividing the K-joint into several sub-zones with each zone consisting of different types of elements and mesh densities. This method has a distinct advantage of controlling the mesh quality, and most importantly the aspect ratio of the elements along the crack front. When the mesh of all the sub-zones has been generated automatically and completely, they are merged to form the complete model. Two most commonly used methods, namely J-integral and displacement extrapolation, are used to evaluate the SIF values along the crack front of a typical K-joint. To validate the accuracy of these computed SIFs, the experimental SIFs obtained in Part I were used to benchmark the numerical results. The experimental SIFs are found to be in complete agreement with the computed SIFs obtained from the generated models. Hence, the proposed finite element models are both efficient and reliable.

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期刊信息
  • 《计算力学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:大连理工大学 中国力学学会
  • 主编:程耿东
  • 地址:辽宁省大连理工大学《计算力学学报》编辑部
  • 邮编:116024
  • 邮箱:jslxxb@dlut.edu.cn
  • 电话:0411-84708744 84709559
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-4708
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1373/O3
  • 邮发代号:8-180
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵双效期刊,Ei Compenelex收录期刊,获2003年大连市期刊最佳印制奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9563