（船舶与海洋结构物设计制造专业论文）海洋工程结构物局部结构疲劳行为基础研究.pdf

摘 要 随着海洋资源开发的大规模发展，各类海洋工程结构物应运而生。在海上作业的海 洋工程结构物，由于受到不断变化的波浪载荷的作用，使得结构内部产生了不断变化的 应力，这将造成结构的疲劳损伤，因此疲劳破坏一直被认为是海洋工程结构物的一种主 要破坏形式。 目前，海洋平台中大多数结构是由钢管焊接而成。在这些钢管的连接部位，即管节 点处，由于结构形式和焊接的影响，很容易在其相贯线附近产生极大的应力集中。因此， 管节点局部结构是海洋平台结构中最关键的部位，也是抵抗破坏最薄弱的环节。为此， 有必要研究节点局部结构形式对疲劳行为的影响，通过控制节点局部结构区域内热点应 力的产生部位，控制疲劳裂纹的产生，同时，对由疲劳造成的裂纹尖端区进行打磨，以 延缓裂纹扩展速度，实现延长维修周期、减小维修难度、节省维修费用的目的。 本文试图在上述方面做一些工作，以考虑节点局部结构形式对疲劳行为的影响。文 章主要内容包括以下几个方面。 首先，在对该课题研究领域做了简要回顾的基础上，提出了本文研究的意义所在。 其次，考虑到本文所要模拟分析的是海洋工程结构物中的构件，因此在第一章里作者主 要对海洋工程结构物的总体情况作以简要介绍，包括海洋平台结构系统、设计载荷、工 作原理及结构特征等。第二、三章则主要是对有关结构疲劳损伤机理和管节点疲劳分析 的介绍，其中涉及到疲劳的基本概念和分析方法，以及在管节点应力分析中应力和应力 集中系数( s c f ) 的选取和计算方法。本文的工作重点在第四章，该章详细地介绍了典型 k 型管节点疲劳分析的全过程，从模型的建立、网格的划分、载荷及边界条件的选取， 到热点应力和s c f 的确定，以及最后疲劳寿命的计算。最后，通过数值模拟分析，采取 对由疲劳造成的裂纹尖端区进行打磨以延缓裂纹扩展速度的方式，确实延长了节点的疲 劳寿命。 关键词：海洋工程结构物、管节点、疲劳、热点应力、应力集中系数( s c f ) a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fl a r g e s c a l e de x p l o i t a t i o no fo c e a nr e s o u r c e s ，d i v e r s eo f f s h o r e s t r u c t u r e sh a v eb e e nb e i n gd e v e l o p e d o f f s h o r es t r u c t u r e sa r e c o n s t a n t l ys u b j e c t e dt ot h e v a r i e dw a v e - i n d u c e dl o a d s ，w h i c ha c c o u n t sf o rt h ec h a n g i n gs t r e s so ft h ei n t e r n a lm e m b e r s a n dd u et ow h i c hs t r u c t u r a lf a t i g u ed a m a g ew o u l ds u r e l yo c c u r t h e r e f o r e ，i ti sa l w a y s c o n s i d e r e da sam a i nf o r mo fd a m a g ei no c e a np l a t f o r m s p r e s e n t l y , m o s ts t r u c t u r e so f p l a t f o r m sa r ef a b r i c a t e db ys t e e lt u b e s i nt h ec o n n e c t i o no f t h e s e t u b e s ，t u b u l a rj o i n t s ，h i g hs t r e s sc o n c e n t r a t i o ni se a s i l ye m e r g e di nt h ev i c i n i t yo ft h e i n t e r s e c t i o no w i n gt ot h ei n f l u e n c eo fs t r u c t u r ea n dw e l d s h e n c et h et u b u l a rj o i n t sa r et h e m o s tc r i t i c a lb u tt h ew e a k e s tm e m b e r so fp l a t f o r m s i ti so b v i o u s l yn e c e s s a r yt o s t u d yt h e f a t i g u eb e h a v i o rc a u s e db yd e t a i l e ds t r u c t u r e so ft h ej o i n t s ，a n dt oc o n t r o lt h eo c c u r r e n c eo f f a t i g u ec r a c k st h r o u g hd e t e r m i n a t i o no ft h eh o ts p o ts t r e s sl o c a t i o ni nt h ej o i n t m e a n w h i l e ， g r i n d i n gt h ec r a c kt i pt oh o l du pt h ep r o p a g a t i o ns p e e dm a k e si tp o s s i b l et oe x t e n dt h e m a i n t e n a n c ep e r i o d ，t od e c r e a s et h em a i n t e n a n c ed i f f i c u l t ya n dt os a v et h em a i n t e n a n c e e x p e n s e s r e g a r d i n gt h ef a t i g u eb e h a v i o rr e s u l t e df r o mt h el o c a ls t r u c t u r e ，t h ea b o v em e n t i o n e da s p e c t s a r ed e a l tw i t hi nt h et h e s i sa sf o l l o w s f i r s t l y , b a s e do nt h el i t e r a t u r er e n e w i nt h i sr e s e a r c hf i e l d ，t h es i g n i f i c a n c eo ft h es t u d yi s p r e s e n t e d t h e nab r i e fi n t r o d u c t i o nt ot h eg e n e r a ls i t u a t i o no fo f f s h o r es t r u c t u r e si so u t l i n e d i nc h a p t e r1 ，i n c l u d i n gt h eo c e a np l a t f o r ms t r u c t u r es y s t e m ，d e s i g n e dl o a d s ，w o r kp r i n c i p l e a n ds t r u c t u r a lf a t i g u ec h a r a c t e r i s t i c s c h a p t e r2a n dc h a p t e r3m a i n l yc o n c e r nt h es t r u c t u r a l f a t i g u ed a m a g em e c h a n i s ma n df a t i g u ea n a l y s e sf o rt h ej o i n t ，w h i c hc o v e r st h eb a s i cc o n c e p t o ff a t i g u ea n da n a l y s e sm e t h o d s ，c h o i c eo fs t r e s sa n ds t r e s sc o n c e n t r a t i o nf a c t o r ( s o f ) c h a p t e r4e m p h a s i z e st h ew h o l ep r o c e d u r eo ff a t i g u ea n a l y s e sf o rt h et y p i c a lt u b u l a rk - j o i n t , f r o mm o d e l i n g ，m e s h i n g ，c h o i c eo fl o a d sa n db o u n d a r yc o n d i t i o n st od e f i n i t i o no fh o ts p o t s t r e s sa n ds c f , a n df i n a lc a l c u l a t i o no ff a t i g u el i f e 1 1 1t h ee n d n u m e r i c a ls i m u l a t i o na n a l y s e s a r ec a r d e do u ta n dt h ef a t i g u el i f e t i m ed o e se x t e n dt h r o u g hg r i n d i n go f t h ec r a c k t i p k e yw o r d s ：o f f s h o r es t r u c t u r e s ，u b u i a rj o i n t s f a t i g u e h o ts p o ts t t e s s ，s t r e s s c o n c e n t r a tio nf a c t o r ( s c f ) 0 前言 o 1 课题的理论意义和应用价值 海洋平台是为开发与利用海洋资源，提供海上作业与生活的场所。随着海洋石油开 发事业的迅速发展，各类海洋平台应运而生。半潜式海洋平台是由坐底式海洋平台演变 而来的，它上有平台甲板，在水面以上不受波浪侵袭；下有浮体，连接于其上的是小水 线面的立柱以减小波浪的扰动力。该类型平台主要由四大部分组成，即上层平台，提供 作业与生活场所；浮箱或下浮体，提供浮力；立柱，提供重量支撑；撑杆，连接各部分 功能结构，形成平台结构整体。各构件交汇于若干个节点，而平台的节点，由于不可避 免地存在着结构的不连续性和焊接、加工的缺陷，因此有很高的应力集中。此外，焊接 残余应力又会造成金属的局部塑性变形，这样在海洋环境交变载荷、低温及海水腐蚀等 作用下接头高应力区的危险点将会首先发生疲劳裂纹，同时在使用过程中处于疲劳损伤 积累过程，并有可能达到极限状态而产生疲劳裂纹，随着裂纹逐步扩大而使节点破坏， 甚至完全裂开。 一般认为，海洋工程结构物中的节点局部结构区域的疲劳行为( 疲劳损伤积累、产 生疲劳裂纹、疲劳裂纹扩展、最后发生不安定断裂) ，是影响整体结构健康状态的最重 要因素，也是影响在海洋工程结构物全寿命期内实麓安全管理和维护操作的重要因素之 一。由于节点局部结构存在应力集中，其疲劳损伤积累过程被加速而成为整体结构中抵 抗疲劳破坏的薄弱环节。海洋工程结构物的破坏常起源于节点局部结构。因此，在海洋 工程结构物的设计活动中，疲劳设计的主要目的是确定合理的节点局部结构形式，以有 效地降低节点局部结构区域的应力集中程度，从而延缓产生疲劳裂纹的进程。与此同时， 在海洋工程结构物的全寿命期内，对结构物疲劳破坏的薄弱环节实施有效的监测、管理 和维护，是避免发生结构破坏事故、延长整体结构有效寿命期限的必要途径。在结构疲 劳设计中，通常在节点局部结构区域采取加强措施，主要的加强方式有【l j ：增加节点板、 加肘板或撑板、加强环、加筋隔板；将节点附近的弦管管壁局部加厚，这种局部增厚的 部分称为接头罐，以增加弦管刚度；将弦管管壁或撑管端部管壁加厚；改用高强度钢管 或用高强度材料铸造成接头罐的形式。由于加撑板与管子连接处的应力集中严重，因此， 近年来多采用局部增厚或用高强度材料铸成接头罐的形式。所以在选择加强措施时要考 虑可能引起的新的应力集中、节点是否便于组装和焊接等。 目前，围绕着海洋工程结构物的全寿命期安全性问题及全寿命期经济性问题，该领 域的研究活动主要包括：( 1 ) 切实地把握海洋工程结构物在海洋环境中风、浪、流共同作 用下其节点局部结构区域的疲劳行为，以提高海洋工程结构物疲劳分析技术的可靠性； 前言 ( 2 ) 研究海洋工程结构物中节点局部结构的结构形式，提高其抵抗疲劳破坏的能力；( 3 ) 开发疲劳行为监测技术，研究对海洋工程结构物实施预测性维护的途径。在海洋工程结 构物全寿命设计思想下，以延长维修周期、减小维修难度、节省维修费用为目标，研究 优良的节点局部结构形式，是首次提出的在实际工程中具有重要意义的研究课题。 0 2 文献综述 海洋工程结构物，通常都是一个大尺寸的复杂装置。它由各式各样的部件组成，所 受的载荷历史和环境条件又十分复杂，绝大多数是随机性质的，故海洋工程结构物所涉 及的疲劳问题比其它地面结构更加突出。自海洋平台设计制造和投产营运至今已有五十 多年的历史，平台倒塌事故屡见不鲜，仅墨西哥湾就倒塌了十二座以上，损失巨大。究 其原因，主要是管节点疲劳破坏所致。因此，在海洋工程结构物全寿命设计思想指导下， 以延长维修周期、减小维修难度、节省维修费用为目标，对结构进行疲劳分析，研究优 良的节点局部结构形式，在实际工程中具有重要的意义。 0 2 1 疲劳分析基本方法 材料科学揭示，由于制造过程中存在不可避免的缺陷，材料中的微裂纹总是存在的， 特别是在焊缝的区域内。疲劳作为一种破坏模式，它实际上是这些微裂纹的扩展和汇合， 从而形成宏观裂纹，宏观裂纹的进一步扩展导致最后的破坏。疲劳破坏在微观层次上是 一个极其复杂的过程，很难用严格的理论方法进行描述或模拟。因此，目前针对工程结 构的疲劳分析方法都是建立在宏观层次上的。在这个层次上，疲劳分析方法主要可分为 两大类：基于s - n 曲线和p a l m g r e n m i n e r 线性累积损伤准则的疲劳累积损伤方法( 简称 s n 曲线法) v a 及基于p a r i s 疲劳裂纹扩展准则的断裂力学方法( 简称断裂力学法) 。严格 来说，s n 曲线法仅适用于预报疲劳裂纹的起始寿命，但现在一般都将“疲劳破坏”的 概念模糊化，通过人为地定义某一种状态为“破坏”。这样，原来的一个扩展过程就简 化为一个状态，从而也将s - n 曲线法用于评估结构的全寿命期。而断裂力学法明确考虑 疲劳裂纹的扩展过程，但必须假定初始裂纹总是存在的，最后预报出临界裂纹出现的时 刻。在断裂力学法中，裂纹产生的寿命被忽略。 这两种方法各有优缺点：s - n 曲线法利用了抽象的“破坏”模型，从而可以避免裂 纹尖端场的应力分析，而且在有的情况下，疲劳裂纹起始阶段的寿命可以占总寿命中的 很大一部分。断裂力学法可以更好地反映尺度效应以及可以对一个已有裂纹的结构提供 一个更精确的剩余寿命估算方法。最科学合理的方法是将这两种方法结合起来，用s n 曲线预报裂纹的起始寿命正，用断裂力学法预报裂纹的扩展寿命l ，然后全寿命 乃= 霉+ l 。但这样做，方法上比较复杂，涉及到的因素很多。由于每种因素都含有不 确定性，这样就会导致最后的结果有很大的不确定性或离散度。因而现在实用的海洋工 程结构物疲劳强度分析还主要是采用s - n 曲线法1 2 j 。 大连理工大学硕士学位论文 海洋工程结构物局部结构疲劳行为基础研究 目前，s - n 曲线法和断裂力学方法在工程中得到了广泛的应用，成为了两种相互补 充的基本方法。但是，这两种方法以往都是在确定意义上使用的，也就是说，在分析过 程中，有关的参量都认为是有确定数值的；而实际上，工程中涉及到疲劳的有关因素都 是随机的。这些随机性决定了用确定性的方法不可能对各种不确定因素的影响作出客观 的反映。为此，人们开始采用疲劳可靠性的方法来进行疲劳寿命评估。在这个理论中， 影响结构疲劳寿命的不确定因素都用随机变量或随机过程来描述，在充分考虑这些不确 定因素的基础上，一个结构的疲劳寿命满足设计要求与否，用该结构在服役期内不发生 疲劳破坏的概率来衡量，这一概率称为结构疲劳可靠度。对于受到大量不确定因素影响 的工程结构的疲劳问题，用结构疲劳可靠性理论来加以研究是非常适当的。 0 2 2 管节点疲劳分析的应用状况 用于海洋勘探及石油、天然气生产的海洋工程结构物多数是由钢质圆管构件焊接而 成，这些焊接节点在恶劣的海洋环境中及交变载荷作用下很容易产生应力集中，从而严 重地影响了海洋工程结构物的疲劳强度。对于海洋工程结构物局部构件的管节点来说， 影响其疲劳强度的主要因素是应力集中系数( s c f ) 和热点应力( h o ts p o ts t r e s s ) 的大小。应 力集中系数是节点处最大应力与远离节点的撑管处名义应力之比，若应力集中系数降低 1 8 ，则疲劳寿命可以延长一倍p 】。 在过去的三十多年中，由于管节点疲劳设计的迫切需要，人们对管节点的疲劳性能 进行了大量的试验研究和数值模拟计算，从简单管节点到复杂的加强型管节点，从静强 度分析到疲劳断裂分析。做了大量的工作，取得了不少的成果和经验。7 0 年代k u a n g 等 4 1 就提出了管节点的应力集中系数公式。各船级社，如d n v 、l r 等都通过系列试验， 以各自形式给出了各种类型管节点应力集中系数的计算公式，建立了各自的疲劳强度校 核方法和准则。c h e n g 5 】通过对t 型管节点进行疲劳试验，建立了疲劳裂纹的扩展公式。 我国也在7 0 年代末开始对管节点疲劳进行研究，其后建立了基于国产z 向钢的基础s - n 曲线和t 型管节点的热点应力公式 6 1 。另外，姚木林、石理国等【7 】还对内环加强的管节 点疲劳性能进行了试验研究，并给出了较优加强效果的内环参数。 由于管节点的试验费用昂贵，随着计算机技术的发展，很多人开展了管节点疲劳性 能数值分析和计算。英国人m o r g a n 和l e e 8 - u 】应用薄壳单元( m i ns h e l l ) 对2 5 4 个不同参 数的k 型管节点进行了有限元分析和计算，给出了k 型管节点撑管在分别承受轴向平 衡载荷、面内弯曲和面外弯曲时弦管与撑管相贯线上各关键点r 冠趾、冠跟、鞍点以及 处于冠点和鞍点之间的中间点，如图o 1 所示) 的应力集中系数的参数方程。对于后两种 承受弯曲载荷的情况，他们还根据各关键点应力集中系数的值，利用三次曲线拟合得到 了沿整个相贯线的应力集中系数的参数方程。与此同时，c h a n g 和d o v e r 1 2 1 4 j 也用薄壳 单元分别对3 3 0 个不同参数的t 、y 、x 和d t 型管节点进行了有限元分析和计算，并 给出了沿整个相贯线的应力集中系数的参数方程。两者的区别在于：前者需要已知各关 前言 键点的应力集中系数，而后者只需要初始的节点参数，这对于初始设计时使用非常方便。 图0 1k 型管节点中的关键点 f 培o 1k e y p o i n t so f at u b u l a rk - j o i n t 在上述文献中，热点应力都是取自沿相贯线管壁外表面上节点的最大主应力，然而 通过对大量疲劳试验数据进行分析后发现，焊接管节点虽然具有相同的热点应力，但不 同的结构形式或载荷形式，其疲劳寿命有明显的差别。进一步研究表明，这种差别主要 是由于裂纹扩展速率的不同引起的，而扩展速率又依赖于沿管壁厚度方向的应力分布状 态。为了能更准确地预报疲劳寿命，就要对壳单元中膜应力和弯曲应力成分有一个清楚 的了解。c h a n g 1 习通过对x 和d t 型管节点的分析，给出了这两种管节点弦管上各关键 点的弯曲应力计算公式。 近年来，人们发现海洋平台管节点的局部柔度对平台的变形，构件的应力分布和失 稳的临界力以及平台的振动周期和模态的影响较为突出。美国石油学会( a p i ) 和挪威船级 社( d q v ) 已在规范中要求考虑管节点局部柔度对平台总体结构分析的影响。f e s s l e r 等”“ 1 7 1 根据模型试验结果导出了管节点局部柔度的系列参数公式，e r h y m i o u 用有限元法导 出了计算t 和y 型管节点在面内和面外弯曲作用下局部柔度的参数公式ad n v 规范也 给出了t 型管节点在面内和面外弯曲作用下局部柔度的经验公式。k a r a m a n o s b s 应用壳 单元对典型k 型管节点进行了有限元分析计算，给出了考虑管节点柔度的热点应力计算 公式。而顾剑民【1 9 l 则根据半解析法，结合试验，对t 、y 、对称k 和t y 型管节点在轴 力、面内及面外弯曲作用下的局部柔度进行了系列计算，通过对结果的回归分析，导出 了上述各类型管节点局部柔度的参数公式。 在建立管节点的有限元模型时常采用简化的壳单元，但是由于它的厚度只是作为单 元的一个参数，而没有体现在单元的形状中，所以它只能模拟管节点的中面，不能模拟 焊缝以及其它的一些三维特征，从而导致计算出的局部( 特别是撑管) 热点应力偏离实际 情况，还需要进行必要的修正。为了更好地模拟实际结构以得到相贯线附近更加真实准 确的热点应力，就有必要采用三维块单元来模拟实际管节点。k a r a m a n o s 等【2 0 1 应用2 0 节点三维块元( s o l i d ) 对k 型管节点在不同承载状况下进行了有限元分析计算，分别给出 了撑管受平衡轴向载荷、面内弯曲、面外弯曲以及弦管承载时各关键点( 弦管与撑管的 大连理工大学硕士学位论文海洋工程结构物局部结构疲劳行为基础研究 冠点和鞍点) 的应力集中系数的计算图表和参数方程。此外，c h i e w 等1 2 1 , 捌则应用2 0 节 点三维块元对x x 型管节点在各种不同载荷情况下的应力集中系数进行了分析计算，给 出了各关键点在承受轴向载荷、面内弯曲和面外弯曲三种荷载共同作用下的应力集中系 数的参数方程。 另外，r a d a j 等瞄l 尝试用切口应变法来评估焊接管节点的疲劳强度，但他发现预估 的寿命与试验数据有较大的出入，离散性很大。经过分析，他认为这种出入主要是由于 局部参数( 特别是在焊趾附近) 的不确定性导致的。由于焊趾形状较为复杂，因而无法准 确确定裂纹的起始点，只能假设为最坏的情况，而这样可能与实际差别很大。人们在试 验中还发现，沿相贯线扩展的裂纹并不是垂直于弦管管壁扩展的，而是不断地改变方向， 使断裂面成为一个空间曲面。b o w n e s s 和l e e p 4 铡用最大主应力准则并通过模拟计算解 释了这种现象，给出了预报裂纹扩展方向的方法。而钱仍绩等瞄】贝4 用应变能密度因子理 论对此进行了分析，得出了类似的扩展规律。 在管节点中，有圆撑管与圆弦管连接的情况，还有方撑管与方弦管以及圆撑管与方 弦管连接的情况，对于最后一种管节点，g a n d h i 和b e r 9 1 2 6 】通过对7 个试样进行试验分 析得出，其应力集中系数介于圆( 撑管) 圆( 弦管) 相接与方( 撑管) 方( 弦管) 相接之间，用圆 圆相接的参数公式计算总是偏于保守的。 对管节点疲劳强度进行了多年的研究后，人们发现在管节点主构件内部加强可以有 效地降低节点处应力集中系数的大小。l e e 和l l e w e l y n p a r r y 研究了承受轴向静载荷的 内环加强型t 型管节点，并通过采用非线性有限元建立了比较准确的数值模拟程序。另 外，美国结构工程研究中一t j , ( s e r c ) t 2 7 】的研究显示，在静力试验下，对于承受轴向载荷和 面外弯曲的t 和y 型内环加强型管节点，其应力集中系数较对应的无内环加强型管节 点分别减少3 5 9 和7 0 7 。再有，m y e r s 等1 2 8 还对沿弦管纵向均匀布置连续型加强材 的管节点进行了分析研究，他们认为这种类型的加强对减小应力集中系数最为有效，尤 其在承受轴向载荷时，减少量可达5 0 。 本文所提出的通过改变肘板或撑板形式来改变管节点的应力分布，从而有效地降低 热点应力的研究还没有相关文献提出，有待进一步论证。 o 3 本文研究内容 对疲劳问题的提出已有半个多世纪，但至今仍然受到工程界和力学界的广泛重视。 疲劳强度分析、疲劳寿命预报和疲劳行为的评价具有重要的工程背景和理论研究价值。 本课题的研究目标是，在传统的结构疲劳设计思想基础之上，研究节点局部结构形式对 其疲劳行为的影响，通过控制节点局部结构区域内热点应力的产生部位，控制疲劳裂纹 的产生；同时，对由疲劳造成的裂纹尖端区进行打磨，以延缓裂纹扩展速度，实现延长 维修周期、减小维修难度、节省维修费用，从而有效地提高结构物的全寿命期经济效益 的目的。该研究目标的实现，将有效地促进海洋工程结构物疲劳设计理念的进步，新的 前言 节点局部结构形式具有重要的应用价值。 节点局部结构是海洋工程结构物中的最重要部分。在复杂的受力方式和交变载荷作 用下，在节点局部结构区域形成疲劳损伤积累、疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展、贯穿壁 厚等过程是海洋工程结构物疲劳设计中必须考虑的问题。为了能够有效地延长海洋工程 结构物的寿命期限，同时降低其全寿命期内的维修难度和维修费用，本文首先针对海洋 工程结构物中的典型局部结构_ k 型管节点局部结构，研究其结构形式对其应力分布 的影响：通过控制节点局部结构区域内的热点应力的产生部位，控制疲劳裂纹的产生， 解决优化海洋工程结构物全寿命期内安全管理与维护操作中的关键问题。其次，本文假 设在常幅交变载荷作用下，疲劳裂纹最先形成于热点应力区附近，同时，为了能更加有 效地延缓节点局部结构中附属构件上热点应力区疲劳损伤的发展速度，延长整个节点的 疲劳寿命，本文通过在一定范围内消除疲劳裂纹的处理工艺( 如在疲劳裂纹尖端前沿钻 孔、打磨等) ，改变疲劳损伤的发展形态，以达到在结构物的全寿命周期内延长维修周 期、减小维修难度、节省维修费用的目的。 大连理工大学硕士学位论文 海洋工程结构物局部结构疲劳行为基础研究 参考文献 【1 】任贵永海洋活动式平台 m 】天津大学出版社天津1 9 8 9 【2 】 崔维成，蔡新刚，冷建兴船舶结构疲劳强度校核研究现状及我国的进展 j 】船舶 力学1 9 9 8 v 0 1 2 ( 4 ) ：6 3 8 1 3 】a a l m a r - n i e s sf a t i g u eh a n d b o o k - - o f f s h o r es t e e ls t m c t u r e m 】t a p i r 1 9 8 5 【4 】t r g u r n e yf a t i g u eo fw e l d e ds 咖c t u r e s m 】c a m b r i d g eu n i v e r s i t yp r e s s l o n d o n 1 9 7 9 【5 】s m c h e n ga ne x p e r i m e n t a li n v e s t i g a t i o no ft u b u l a rt - j o i n t su n d e rc y c l i cl o a d s 【j 】 j o u r n a lo f o f f s h o r em e c h a n i c sa n d a r c t i ce n g i n e e r i n g 1 9 9 9 ，v 0 1 1 2 1 ：1 3 7 1 4 3 【6 汪广海，陈伯真国产z 向钢制造的海洋平台管节点的疲劳性能【j 】海洋工程 1 9 9 2 v 0 1 1 0 ( 2 ) ：1 - 7 7 】姚木林，石理国内环加强管节点疲劳性能研究 j 】舰船性能研究1 9 9 4 v 0 1 3 ： 8 3 9 2 【8 】m r m o r g a n ，m m k l e en e wp a r a m e t r i ce q u a t i o n sf o rs t r e s sc o n c e n t r a t i o nf a c t o r s i nt u b u l a rk - j o i n t su n d e rb a l a n c e da x i a ll o a d i n g j 】i n t e r n a t i o n a lj o u r n a lo ff a t i g u e ， 1 9 9 7 v 0 1 1 9 ( 4 ) ：3 0 9 3 1 7 9 】m r m o r g a n ，m m k l e ep r e d i c t i o no fs t r e s sc o n c e n t r a t i o n sa n dd e g r e e so fb e n d i n g i na x i a l l yl o a d e dt u b u l a rk - j o i n t s 【j 】j o u r n a lo f c o n s t r u c t i o n a ls t e e lr e s e a r c h 1 9 9 8 v 0 1 4 5 ( 1 ) ：6 7 - 9 7 1 0 】m r m o r g a n ，m m k l e es t r e s sc o n c e n t r a t i o nf a c t o r si nt u b u l a rk - j o i n t su n d e r i n p l a n em o m e n tl o a d i n g j 】j o u r n a lo fs t n l c t l l r me n g i n e e r i n g 19 9 8 v 0 1 1 2 4 ( 4 ) ： 3 8 2 3 9 0 1 1 】m r m o r g a n ，m m k l e ep a r a m e t r i ce q u a t i o n sf o rd i s t r i b u t i o n so fs t r e s s c o n c e n t r a t i o nf a c t o r si nt u b u l a rk - j o i n t su n d e ro u t - o f - p l a n el o a d i n g 【j 】i n t e r n a t i o n a l j o u r n a lo f f a t i g u e ，1 9 9 8 v 0 1 2 0 ( 6 ) ：4 4 9 4 6 1 【1 2 】e c h a n g ，w d d o v e rs t r e s sc o n c e n t r a t i o nf a c t o r sp a r a m e t r i ce q u a t i o n sf o rt u b u l a rx a n dd t j o i n t 【j 】i n t e r n a t i o n a lj o u r n a lo f f a t i g u e 1 9 9 6 v 0 1 1 8 ( 6 ) ：3 6 3 - 3 8 7 1 3 】e c h a n g ，w d d o v e rp a r a m e t r i ce q u a t i o n st op r e d i c ts t r e s sd i s t r i b u t i o n sa l o n gt h e i n t e r s e c t i o no ft u b u l a rxa n dd tj o i n t s 【j 】i n t e m a t i o n a lj o u r n a lo ff a t i g u e 1 9 9 9 v 0 1 2 l ( 6 ) ：6 1 9 - 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5 6 【1 9 】顾剑民海洋平台管节点局部柔度的参数分析及其试验研究 j 上海交通大学学报， 1 9 9 4 v 0 1 2 8 ( 增刊) ：9 - 1 5 【2 0 】s p y r o sa k a r a m a n o s ，a r i er o m e i j n ，j a a pw a r d e n i e rs t r e s sc o n c e n t r a t i o n si nt u b u l a rg a p k - j o i n t s ：m e c h a n i c sa n df a t i g u ed e s i g n j 】e n g i n e e r i n gs t r u c t u r e s 2 0 0 0 v 0 1 2 2 ( 1 ) ： 4 1 4 【2 l 】s ec h i e w , c k s o b , n w w ug e n e r a ls c fd e s i g ne q u a t i o n sf o rs t e e lm u l t i p l a n a r t u b u l a rx x - j o i n t s 四i n t e m a t i o n a ij o u r n a lo f f a t i g u e 2 0 0 0 v 0 1 2 2 ( 4 ) ：2 8 3 - 2 9 3 2 2 】s ec h i e w , c k s o h ，tc f u n g ，a k s o hn u m e r i c a ls t u d yo fm u l t i p l a n a rt u b u l a r d x - j o i n t ss u b j e c tt oa x i a ll o a d s 叨c o m p u t e r sa n ds t r u c t u r e s 1 9 9 9 v 0 1 7 2 ( 6 ) ：7 4 9 7 6 1 【2 3 d 砘a d a j ，c m s o n s i n o ，d f l a d ep r e d i c t i o no fs e r v i c ef a t i g u es t r e n g t ho faw e l d e d t u b u l a rj o i n to nt h eb a s i so ft h en o t c hs t r a i na p p r o a c h 【j i n t e r n a t i o n a lj o u r n a lo f f a t i g u e 1 9 9 8 v 0 1 2 0 ( 6 ) ：4 7 1 4 8 0 2 4 】d b o w n e s s ，m m k l e ef a t i g u ec r a c kc u r v a t u r eu n d e rt h ew e l dt o ei na no f f s h o r e t u b u l a r j o i n t 翻i n t e r n a t i o n a lj o u r n a lo f f a t i g u e 1 9 9 8 v 0 1 2 0 ( 6 ) ：4 8 1 - 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