kk型管节点应力集中系数研究

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1、天津大学硕士学位论文KK型管节点应力集中系数研究姓名：付艳霞申请学位级别：硕士专业：船舶与海洋结构物设计制造指导教师：于国友20070101中文摘要在设计阶段，管节点最大应力通常通过S-N方法来评估海洋平台焊接管节点疲劳寿命。所以应力集中系数的正确确定对平台结构的安全性至关重要。现有经验公式如Kuang公式、NORSOK公式仅适用于简单管节点如K、X、Y、TX等形式，对空间的复杂管节点的应力集中系数的计算未涉及。通常把复杂的管节点的应力集中系数看成是简单管节点应力集中系数的叠加。对本文研究的KK型管节点来说，与相同尺寸的K型管节点，应力集中系数通常要大出许多，所以传统的计算简单管节点

2、应力集中系数的经验公式并不适合计算复杂管节点应力集中系数，因此建立复杂管节点应力集中系数参数方程是非常有必要的。本文在以前对简单管节点研究基础上，运用软件ANSYS，用薄壁壳单元分析建立上千个用在平台结构中的承受轴向力、平面内弯矩和平面外弯矩三种荷载作用的KK型节点，得出的结果数据，通过不定尺寸的节点几何比例反，)，．f，∥．f和臼建立函数通过回归分析得出一系列新的参数方程。这些参数方程可以用来计算得出KK型复杂管节点撑杆和弦杆处围绕交界处的最大应力。本文并进一步，通过图、表形式分别分析a，)，．孝，卢，f和0各个参数对KK型节点在三种荷载作用下撑杆和弦杆SCF的影响，各个参数对对有

3、限元计算的KK型节点与对相同尺寸的K型节点经验公式所得撑、弦杆的SCF差距的影响。本文对复杂KK型管节点应力集中系数参数方程的研究对以后研究其它复杂节点SCF和管节点设计有一定参考价值。关键词：管节点，应力集中系数，有限元，参数方程ABSTRACTThemaximumstressisveryimportantinestimatingthefatiguelifeofoffshorex-jointsbyanS-Napproach．Therefore，stressconcentrationfactor(SCF)iscrucialforthesafetyofoffshoreplatforms

4、．TheexistingempiricalformulassuchasKuangformulaandNORSOKformulaaresuitableonlytosimpletubularjointsincludingK、X、YandTXetcjoints．SCFforcomplexspatialtubularjointshasnotbeenreferredintheexistingempiricalformulas．Instead，SCFforcomplextubularjointsisusuallyconsideredbythemethodforsimpletubularjoint

5、s．ComparingtotheresultsforsimpleKjointwiththesamedimensions，it’SshowninthispaperthatSCFforKKtubularjointsisfrequentlyhigher,TheexistingempiricalSCFformulasforsimpletubularjointsarenotsuitableforcomplextubularjoints，therefore，itisessentialtOestablishSCFparametricequationsforcomplexKK-joints．Base

6、donformerresearchonsimpletubularioints，thin．shellelementanalyseshavebeenconductedforthousandsofKKjointfrequentlyusedinoffshorestructures．TheseKKjointsaresubjectedtothreekindsofloadings，includingaxialload，in-planemomentandout-planemoment．Byuseofregressionanalysis，theaboveresultsarethenusedtOderi

7、veanewsetofparametricequations。intermsofseveralnon-dimensionalgeometricratios0【，丫，毛，p，Tand0．TheseparametricequationscouldbeuseddirectlytocalculatethemaximumstressaroundtheinterfacebetweenbraceandchordofKKtubularjoints．Furtherinthe