热点应力

摘要： 基于热点应力外推法对扭梁关键焊缝进行疲劳分析并验证了优化方案。介绍了热点应力的基本概念、类型及计算方法,建立某量产车型扭梁的有限元模型,并对关键焊缝周边区域进行网格细化,综合考虑环境因素修正了用于疲劳分析的焊缝S-N曲线,在两个典型整车工况下(制动、转向),根据线性累积损伤理论计算了各热点位置的疲劳寿命,结果表明,该焊缝的最小疲劳寿命不足10万次,通过在搭接边内侧增加一条副焊缝的方法优化此处的焊接结构,分析结果表明,优化后焊缝的疲劳寿命显著提升,以优化的结构进行样件试制及台架耐久试验,试验结果表明,优化后的结构能显著提高该区域在纵向力及侧向力台架下的疲劳寿命,提高了扭梁焊缝的可靠性。

摘要： 针对岸边集装箱起重机的一种新型插板接头,使用有限元方法研究了接头在轴力和弯矩作用下的集中系数。基于码头记录的载荷谱对应的热点应力对插板接头在200万次循环作用下的疲劳损伤进行评估,其疲劳寿命较传统插板接头提高至5.2倍,新型接头形式可供类似项目借鉴,基于热点应力法的插板接头疲劳寿命评估方法可供同行参考。

摘要： 钢桥面板纵肋双面焊对顶板轮载的反复作用适用性较好,已作为创新性焊接工艺被引入到桥梁建设当中。为研究钢桥面板纵肋双面焊疲劳性能,基于热点应力计算方法,分别对比分析了50%、75%、100%三种不同熔透率和2m、2.5m、3m三种不同横隔板间距主导疲劳失效模式下的疲劳应力。结果表明:在所选取的不同参数下,熔透率对钢桥面板纵肋双面焊疲劳应力影响不大,横隔板间距对疲劳应力具有明显影响,横隔板间距为3m时疲劳应力幅为38.7MPa。

摘要： 为评估正交异性钢桥面板的疲劳寿命,给维修和设计提供参考,以某连续钢箱梁桥(设置高1.8 m的横隔板与净高0.9 m的横肋)为背景进行研究.采用ANSYS子模型技术建立了钢箱梁节段模型,基于热点应力法对横隔板与横肋弧形切口起始处和弧形切口自由边两处疲劳细节进行了寿命预测,并就两处细节疲劳性能对弧形切口型式和板厚变化的敏感性进行了分析.结果表明:随横肋高度增加,弧形切口两处细节的疲劳性能对于板厚变化的敏感性增强;随弧形切口曲率比增大,弧形切口起始处的计算寿命增加,而弧形切口自由边的计算寿命减小;优化后横隔板与横肋的弧形切口的曲率比分别取3.33和4.29、板厚分别取12 mm和8 mm,较原设计切口型式,优化后可将横隔板与横肋的弧形切口的计算疲劳寿命分别延长7.8年和9.6年.

摘要： 针对某海上风电升压站导管架平台,采用Miner线性累积损伤准则及雨流计数法理论研究其疲劳损伤.根据该平台图纸建立有限元模型,通过波浪散布图分布情况,计算所有短时海况波流作用下全年范围内不同型式节点的应力时程.借助ANSYS有限元程序计算该平台空间结构型式节点的热点应力幅值.在此基础上,根据规范所推荐S-N曲线数据,评估该平台的疲劳寿命,确定该升压站平台疲劳寿命约66 a,满足设计要求.

摘要： 为明确超高性能混凝土(UHPC)铺层对钢桥面板疲劳性能的定量提升效果,考虑单轮和双轮两种加载模式,对正交异性钢桥面板典型的U肋-盖板-横隔板焊接节点在UHPC铺装前后的疲劳性能开展试验研究.首先基于静载试验得到焊接节点关键区域的热点应力分布,随后开展高周常幅疲劳试验,得到节点试件的疲劳裂纹萌生及扩展过程、疲劳破坏模式、刚度退化以及疲劳寿命等关键性能指标.结果表明:同等荷载作用下,钢-UHPC组合节点焊趾处热点应力值显著降低,最大降幅达58％;与无UHPC铺层节点相比,钢-UHPC组合节点的疲劳裂纹数量减少,裂纹扩展速率和刚度退化速度得到了有效抑制,特征疲劳寿命也得到了大幅提高.国际焊接协会疲劳设计指南中的FAT 90、FAT100级S-N(应力幅-疲劳寿命)曲线可适用于UHPC铺装前后钢桥面板的疲劳寿命评估.

摘要： 为研究新型钢-UHPC组合正交异性桥面纵肋-横隔板接头疲劳性能,基于一座现场桥梁,建立精细化双尺度有限元模型,获得构造细节在轮载下的应力响应.分析其力学特性,并采用热点应力法评估其疲劳性能.研究结果表明:纵肋-横隔板接头应力状态复杂,构造细节处存在显著应力集中,为疲劳易损细节.焊缝末端细节以面外弯曲应力为主,包括扭转效应与泊松效应;横隔板侧细节由面内应力和面外应力组成.为进一步改善纵肋-横隔板接头疲劳性能,分析了UHPC刚度效应,并探讨切口尺寸的影响.通过将50 mm厚UHPC层与40 mm切口间隙相结合,使纵肋-横隔板接头实现了无限疲劳寿命,能应用于交通量大的桥梁工程.

摘要： 为研究鸟嘴式K形方管节点的疲劳性能,设计制作8个节点试件开展支管面内受荷工况下的疲劳试验.首先对试件进行静力加载,通过二次外推法得到焊趾处的热点应力值和应力集中系数(SCF),探明此类节点的热点应力分布规律和敏感热点位置.在此基础上开展高周常幅疲劳荷载试验,重点研究节点的疲劳破坏模式、裂纹扩展规律、刚度退化性能以及特征疲劳寿命等.结果 表明:方型鸟嘴式K形搭接节点的最大SCF位于支管搭接区,其他节点的最大SCF均位于冠部支管热点;疲劳裂纹萌生于SCF最大值位置,并在萌生后较短时间内扩展贯穿壁厚;疲劳裂纹贯穿壁厚之后的节点刚度退化明显,但累计刚度退化在10％以内;IIW和API规范的S-N曲线可用于常规壁厚的鸟嘴式节点疲劳寿命预测,其对薄壁鸟嘴式节点的适用性还有待验证.

摘要： 针对正交异性钢桥面板纵向横隔板与U肋开孔连接处的构造细节,设计了圆弧相切过渡和圆弧垂直过渡两种结构形式的全比例疲劳试样,利用ANSYS有限元分析软件,通过8种热点应力计算方法得到了横隔板与U肋端焊焊趾处的热点应力,且与实测结果对比,最后进行了疲劳试验,对该细部构造的疲劳强度进行评定并分析了原因.研究结果表明:实体有限元模型、焊缝板单元模型、约束方程板单元模型和Dong氏法热点应力分析结果与实测值较一致;120kN静态荷载作用下的计算结果和实测结果均表明圆弧相切过渡构造细节的热点应力值较圆弧垂直过渡构造细节的热点应力值至少大21％;疲劳试验结果也表明圆弧垂直过渡构造细节可显著提高关注点焊趾处疲劳强度.

摘要： 本文通过建立有限元模型,模拟正交异性钢桥面板的局部构造情况,对部分关键点进行了热点应力分析.建立了正交异性钢桥面板局部构造的有限元模型,采用面荷载模拟车轮荷载进行结构的线弹性分析.分析结果显示,横隔板、顶板、U肋三者连接处及横隔板与U肋连接处的主应力较大,宜作为热点应力分析的关键点.基于不同网格密度的有限元模型,将不同热点处的主应力进行了比较,并采用外推公式进行了线性外推.结果显示,网格密度对U肋各焊缝的热点应力影响不同,在计算分析中应考虑该因素影响。

摘要： 疲劳损伤是造成海洋结构物破坏的主要形式之一.主要讨论了基于有限元理论的疲劳热点应力的不同计算方法的优劣,研究并分析在不同计算方法下的结果合理性.通过运用ANSYS有限元软件计算对比实验结果和公式推导,首次提出并验证了利用高斯点积分应力外推热点应力的方法,并运用最小二乘法推导出应力集中系数外推值与实验值的线性关系,对利用有限元方法分析海洋结构物的疲劳寿命具有一定的指导意义和参考价值。

摘要： 应用于风力发电机钢塔筒结构中的反向平衡法兰是一种新型节点，由于其受到口常反复作用的风荷载，需要进行疲劳性能评估。近年来应用热点应力法评定焊接结构的疲劳性能开始受到关注。本文通过建立某风力发电机反向平衡法兰的有限元计算模型，采用热点应力法，合理划分网格，形成热点外推区，计算得到最有可能发生疲劳破坏部位处的热点应力幅，并运用DNV规范中推荐的热点应力幅-疲劳寿命S-N曲线，有效评估了反向平衡法兰的疲劳寿命。结果表明在类似结构中合理运用热点应力法评估疲劳性能可作为对基于名义应力分类构造法评估的一种补充方法，适用性更加广阔，且有助于提高疲劳强度预测的精度。

摘要： 本文首先简要介绍了基于热点应力的方形管节点疲劳评估方法以及该方法的缺点,然后引入疲劳评估的一种新方法——主S-N曲线法,通过对美国新奥尔良大学董平沙教授的基于结构应力的主S-N曲线法和结构应力的定义的简单介绍,提出了一种基于应力线性化的主S-N曲线法并给出了该方法的操作流程.就方形管节点,分别采用董平沙教授的主S-N曲线法、美国ASME规范中的主S-N曲线法和基于应力线性化的主S-N曲线法,进行了疲劳寿命评估和比较.通过和热点应力法计算的结果对比表明,基于应力线性化的方法简单易行,且与热点应力法的结果更接近.

摘要： 针对正交异性钢桥面板中顶板与U肋连接处的顶板细节,通过有限元模拟,以热点应力为评价指标,分析了钢桥面板各构件参数以及桥面铺装参数对其疲劳应力的影响.结果表明,顶板细节热点应力随顶板厚度和U肋厚度的增加而增加,受顶板厚度影响较大,受横隔板厚度影响很小.U肋上口宽度和高度增加,顶板细节热点应力随之增加,横隔板间距增大,顶板细节热点应力随之降低.设置过焊孔可降低顶板与U肋接头应力集中,但易引起孔边焊缝处裂纹.铺装层可有效降低项板细节应力幅,且应力幅随铺装层刚度与厚度增加而降低,铺装层的影响随顶板厚度增加而减弱.

摘要： 焊接管节点在承受循环荷载作用时在焊趾部位会萌生裂纹,裂纹的扩展会最终导致管节点发生疲劳失效.评价管节点疲劳失效常用S-N曲线法,该方法是通过计算焊趾部位的热点应力幅来评估节点的疲劳寿命.在计算管节点热点应力幅时,需要用到一个参数:应力集中系数(SCF).本文采用实验测试的方法研究了T型、Y型和K型管节点在承受轴力作用下的SCF,实验结果表明:沿着焊缝周围SCF的分布规律受节点几何参数影响,其峰值应力位置并不固定,从而表明疲劳失效有可能沿着焊缝周围的某个范围内任何位置处产生,而并非在固定位置发生疲劳失效.

摘要： 半潜式平台经过30多年的发展，成为技术发展成熟、应用范围广泛的海洋油气开发装备，具有适用水深范围广、环境适应性强、定位方式灵活等特点，在深水海域的勘探和深水油田的开采中成为最主要的开发装备，占全部深水勘探和生产装备的二分之一以上。半潜平台长期在油田海域作业，不间断地遭受波浪周期性交变载荷的作用，因此结构疲劳就成为该类型平台结构破坏的主要形式。以某型深水半潜式平台的方案设计为研究对象,系统地阐述了此类平台结构疲劳的谱分析方法.以DNV的SESAM软件为分析工具,采用三维势流理论计算作用在平台上的波浪诱导载荷RAO,将平台整体响应的位移结果作为边界条件传递到细网格子模型,对子模型进行有限元分析,得出关键节点的热点应力响应RAO,用于疲劳分析.采用全概率谱分析方法,依据Miner疲劳累积损伤准则评估平台关键节点在多海况共同作用下的疲劳寿命,并考虑板厚、带宽等影响因素,对计算结果进行修正.计算结果表明本文所考察的平台关键节点疲劳寿命满足ABS和DNV规范要求,本方法对实际工程项目具有重要的参考作用.

摘要： 在海洋工程界，导管架管节点的波谱疲劳分析方法已经很成熟，但对于裙桩套筒这样的复杂板壳结构，由于缺乏计算应力集中系数的经验公式，一些项目经常利用简化方法进行简化评估，该简化方法要引用由经验确定的热点应力Weibull分布，这样得到的结果往往过于保守、不经济，有时可能让结构设计偏于危险之中。本文采用谱疲劳分析技术研究了导管架裙桩套筒的疲劳问题.根据应力传递路径,确定控制热点,通过建立热点应力与参考点应力的对应关系,推导出热点的谱疲劳寿命.与简化的疲劳分析相比,谱疲劳分析更接近实际、更合理,具有较好的应用前景。

摘要： 半潜式平台是海上深水石油天然气开发的主要工程装备，是专门为海上深水石油天然气开发设计制造的大型装备。本文使用全概率谱疲劳分析方法,基于S-N曲线和Miner理论,借助SESAM软件实现对南海某半潜式生产平台结构疲劳分析.文中介绍了全概率谱分析方法的设计原理,以及使用SESAM软件实现分析的流程.在分析过程中,针对南海特定的设计环境条件,对整体结构使用粗网格模型进行疲劳损伤计算,从整体分析结果选出局部关键结构,建立细化网格子模型进行精确的疲劳计算.分析结果满足疲劳设计寿命要求,该方法可为同类型半潜式平台的设计提供参考.

摘要： 本发明公开了一种基于应力阻尼调节的光刻工艺热点修正方法及系统，其方法包括：获取掩模图案的标记热点；以标记热点为中心在掩模版上形成N个由内至外的环形带；将位于各环形带中的掩模图案的顶点沿偏离标记热点的方向移动特定距离，并将移动后的顶点按照原连接关系连接，得到更新布图；对更新布图进行电气特性的验证，判断更新布图的电气特性的偏差是否处于可容忍范围内，若否，则进行几何修正以补偿电参数的偏差后结束修正，若是，则结束修正。通过定位标记热点并将以标记热点为中心的布局区域划分为多个环形带，通过移动环形带内的掩模图案顶点来增大热点区域内掩模图案之间的间距，从而消除热点且不改变掩模图案整体的电学特性。

摘要： 本发明涉及一种基于响应面模型的海洋浮式平台热点应力推算方法，包括：步骤S1：建立海洋浮式平台结构热点应力的响应面模型，根据海洋浮式平台结构热点应力受到的非线性影响，引入控制参数；步骤S2：建立海洋浮式平台的应力分析数值模型，通过数值计算方法，改变影响因素的数值，获取对应条件下的热点应力，采用回归方程拟合热点应力与各因素之间的函数关系，确定控制参数的对应系数，根据对应系数建立热点应力推算公式；步骤S3：对海洋浮式平台所处位置进行波浪环境监测，选取热点的空间近场测点开展应力监测，将结果输入所述公式，得到当前海况下的热点应力。与现有技术相比，本发明具有误差小，监测数据更加全面，推算结果更具权威性等优点。

摘要： 本发明公开一种船舶结构热点应力的监测方法，包括如下步骤：S10、根据船舶的设计图纸采用有限元分析的方法分析出船舶易变形的待监测位置；S20、在待监测位置安装三向应变片；S30、在船舶装载或航行过程中采集三向应变片的数据，通过数据比对判定待监测位置处的结构应力值是否超出设计安全值。通过在船舶易变形的位置设置三向应变片，三向应变片可以准确地监测到此位置的应力变化，如果监测到的结构应力值大于设计安全值，说明此位置存在较大的破损危险，可以及时提醒船员进行对应的维修处理；而选择在装载和航行过程中监测，可以及时反馈出这两个工况下船舶的状态，及时了解到船舶易变形的位置，以及时进行处理，杜绝安全隐患，提高航行安全性。

摘要： 本发明公开一种焊趾处热点应力的计算方法，其包括以下步骤：S1，有限元模型前处理；S2，根据有限元模型进行计算；S3，提取每个节点的线性力和线性力矩；S4，根据S3中提取每个节点的线性力和线性力矩，计算出焊趾处的拉应力、弯曲应力和真实应力；S5，将真实应力叠加得到焊趾处每个节点的热点应力。其中，S1中将建立的虚拟应变片的几何模型分为应变片外围和应变片核心块，将应变片核心块相应的面均分为N个子面，在每个子面的侧边生成1个线特征，N个子面共生成(N+1)个线特征。本发明涉及的计算方法步骤简单，效率较高，并且计算精度高，极大地降低了人力物力，提高了焊接结构的后期设计验证的效率和焊接结构的设计质量。

摘要： 本发明公开了一种组合钢桥面板界面母材焊趾疲劳热点应力测试方法，设置参考点，在参考点设置应变花，根据应变花得出的应变值计算出应力值，依据非线性热点应力插值计算公式，将应力值带入得出界面母材焊趾处的热点应力。本发明的一种组合钢桥面板界面母材焊趾疲劳热点应力测试方法，适用于拉、压、弯、剪等复杂受力状况下的组合结构界面疲劳；可测试纵、横向应力均较大的复杂应力状态下的钢与混凝土界面疲劳损伤；为疲劳评价提供宝贵依据，使用通用应变片可测，降低测试成本；考虑泊松效应的影响，提高疲劳热点应力测试精度。

摘要： 本发明涉及一种基于响应面模型的海洋浮式平台热点应力推算方法，包括：步骤S1：建立海洋浮式平台结构热点应力的响应面模型，根据海洋浮式平台结构热点应力受到的非线性影响，引入控制参数；步骤S2：建立海洋浮式平台的应力分析数值模型，通过数值计算方法，改变影响因素的数值，获取对应条件下的热点应力，采用回归方程拟合热点应力与各因素之间的函数关系，确定控制参数的对应系数，根据对应系数建立热点应力推算公式；步骤S3：对海洋浮式平台所处位置进行波浪环境监测，选取热点的空间近场测点开展应力监测，将结果输入所述公式，得到当前海况下的热点应力。与现有技术相比，本发明具有误差小，监测数据更加全面，推算结果更具权威性等优点。

摘要： 一种基于光纤传感器测点压力的热点应力监测方法，属于设计船舶局部强度监测、整船应力监测领域。该方法根据实船高应力区的需要，安装光纤传感器，传感器安放在名义应力区；进行有限元模型模拟实验，结合海况及波浪参数信息，读取有限元模拟过程中相近的装载与载荷工况，确定实船受力，确定测点位置并找出测点与热点应力的关系系数k；根据关系系数，结合测点应力，直接根据公式δ

摘要： 本发明公开一种船舶结构热点应力的监测方法，包括如下步骤：S10、根据船舶的设计图纸采用有限元分析的方法分析出船舶易变形的待监测位置；S20、在待监测位置安装三向应变片；S30、在船舶装载或航行过程中采集三向应变片的数据，通过数据比对判定待监测位置处的结构应力值是否超出设计安全值。通过在船舶易变形的位置设置三向应变片，三向应变片可以准确地监测到此位置的应力变化，如果监测到的结构应力值大于设计安全值，说明此位置存在较大的破损危险，可以及时提醒船员进行对应的维修处理；而选择在装载和航行过程中监测，可以及时反馈出这两个工况下船舶的状态，及时了解到船舶易变形的位置，以及时进行处理，杜绝安全隐患，提高航行安全性。

摘要： 本实用新型涉及桥梁工程领域，尤其涉及一种测试钢桥疲劳热点应力的应变测试装置，包括保护层、金属应变片和基底，所述保护层连接覆盖于所述基底之上，所述金属应变片位于所述基底与所述保护层之间，所述基底一端设有用于裁剪并定位的基准线，所述基底另一端距离所述基准线0.4t处和t处分别设有第一定位线和第二定位线；所述金属应变片分别固定在所述第一定位线和所述第二定位线的中心位置；所述t为被测钢板厚度。该装置设置了用于裁剪定位的基准线，使用时沿基准线裁剪，使装置无惧使用前的边缘磨损，也无需复杂耗时耗力的人工定位，可快速、便捷、准确地测试出钢桥疲劳细节的热点应力，进而实现对其抗疲劳性能的准确评估。

摘要： 本实用新型公开了一种用于测量钢桥面板热点应力的新型应变片，主要包括引线、盖板、基底和敏感栅，敏感栅固定在基底上，每个敏感栅对应一对引线，各个敏感栅之间留有间距为1mm或1.2mm，并将间距标注在盖板上。使用时，根据盖板上标注的尺寸选择合适的敏感栅及其对应的引线。本实用新型构造简单，操作性强，一个应变片可同时解决多个点的应变测量问题，显著提高试验效率。