海洋焊接鋼結構疲勞失效函數與效率

海洋石油鉆采裝備與結構很多是由焊接構件制成的，諸如，海上固定采油平臺的導管架、自升式鉆井平臺的樁腿等均系由焊接構件制成。由于這些鉆采裝備與結構在海洋石油勘探升發工作中應用很廣泛，而且舉足輕重，地位重要，所以本章即以焊接鋼結構的疲勞可靠性作為重點，專門在本節進行介紹。

一、概述

這里，首先對海洋石油焊接鋼結構疲勞可靠性設汁中幾個有關共同性問題進行概述。

1、疲勞失效函數與疲勞失效概率

(1)疲勞失效函數對于海洋石油焊接鋼結構來說，影響其疲勞失效的因素很多，正如第一節中所分析的，有來自環境載荷、動力響應、局部應力、材料特性、無損探傷、分析模型等多方面不確定性因素的復雜影響。進行疲勞可靠性設計，就是要將這些影響因素均看成隨機變量。這樣，將這些眾多隨機變量之間相互關系，所建立起的函數，即稱之為疲勞失效函效。

2.疲勞失效模型

疲勞失效模型就是建立起影響疲勞失效的各個隨機變后之間相互關系的數學模型。對于海洋石油焊接結構來說，根據其疲勞損傷度紐的不同以及衰勞失效準則的不同，�？蓜澐譃橐韵聨追N模型：

(1)疲勞壽命模型：這種模型規定的疲勞失效準則是:若預側的疲勞壽命N低于設計壽命時，則發生疲勞失效。因而疲勞失效函數Z與N刀即建立起數學模型。

(2)裂紋長度模型:這種模型是將裂紋擴展的長皮作為疲勞失效準則。即一旦疲勞裂紋擴展的尺寸超過某個臨界值時，即認為發生疲勞失效。

根據材料的斷裂韌性決定，通過檢測取得。這種模型對海洋石油焊接鋼結鉤更為適用，因為焊接構件一般存在缺陷，裂紋萌生以致疲勞裂紋擴展失效是主要失效模式。

(3)剩余強度模型:這里的剩余強度是指廣義的，它既包括有屈服強度，又包括有斷裂韌性。這種模型是以剩余強度作為疲勞失效準則的。

對于海洋石油焊接鋼結構有時由于采用高強度、低韌性的材料，還有時冬季結冰的低溫海域材料的脆性增加，都有可能在極大載荷作用下，超過材料的剩余強度而發生失效，因此這種模型也是有需要的。

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