复杂应力状态下桩腿节点多轴疲劳寿命评估

刘英芳，刘洪峰，姜福洪，伞立忠，王延凤，徐万雄

(大连船舶重工集团设计研究所有限公司，辽宁 大连 116005)

复杂应力状态下桩腿节点多轴疲劳寿命评估

刘英芳，刘洪峰，姜福洪，伞立忠，王延凤，徐万雄

(大连船舶重工集团设计研究所有限公司，辽宁 大连 116005)

引入了一种多轴疲劳寿命评估方法，并对该方法的疲劳评估流程进行研究。使用该方法联合热点应力法对国际公开发表的250多个疲劳试验数据进行多轴疲劳寿命预测，验证了该方法多轴疲劳寿命预测的精确度。最后使用该方法成功对自升式平台K型桩腿节点进行了多轴疲劳寿命评估，可为提高桩腿节点疲劳寿命预测的准确性提供有益参考。

自升式平台；管节点；应力集中；多轴疲劳

0 引 言

自升式平台在复杂海况环境下作业，受到风、浪、流的交互作用，导致平台结构内部出现局部应力集中现象，进而发生疲劳破坏。桩腿节点作为平台结构的主要受力构件，其应力状态一般是多轴交变的。目前海洋工程业内普遍使用单轴疲劳理论对桩腿节点疲劳强度进行校核，而多轴疲劳寿命研究较少[1-4]。通常做法是将桩腿节点的受力简单分为轴向载荷、面内弯曲载荷和面外弯曲载荷，分别计算在各单轴载荷作用下的桩腿节点疲劳寿命，然后将这三种基本载荷进行简单组合[5-8]，但仍然按照单轴疲劳理论进行分析。然而，传统单轴疲劳理论仅能将非比例载荷当做比例载荷处理，而不能有效考虑非比例载荷中相位角不同所引起的疲劳寿命变化的问题。……