海洋平台TT型圆管节点极限强度分析

利用MSC/Marc分析了轴向力作用下的TT型圆管节点的极限强度。运用MSC/Patran建立相应的有限元模型,采用NR法分析,根据Mises屈服准则,利用MSC/Marc中的非线性分析模块计算出管节点在轴力作用下的塑性极限载荷,并讨论各参数对管节点的影响,为管节点的可靠性分析打下基础。

碳纤维复合材料(CFRP)加固含腐蚀缺陷的TT型管节点静力性能研究

对碳纤维复合材料(CFRP)加固含腐蚀TT型管节点进行支管轴向压力静力试验测试。为了研究加固后的效果,又对相同尺寸的未加固TT型管节点进行了试验测试。结果表明:采用CFRP对含腐蚀TT型管节点进行加固可以减小管节点相贯区域处的失效范围,缓解该处的应力集中现象,使主管表面的塑性变形和椭圆化程度得到改善;CFRP加固后管节点的极限承载力提升了22.7%,说明CFRP可有效地提高管节点的极限承载力。基于ABAQUS有限元分析软件,分别对加固前后的TT型管节点进行了仿真模拟,验证了模型(TT-1和TT-1-C)的正确性。参照海洋平台结构中所使用的TT型管节点尺寸参数范围,选取了60个不同尺寸参数的TT型管节点。利用有限元分析法,建立了不同层数的CFRP加固不同尺寸参数(支管与主管的管径比β、主管的径厚比γ)管节点的有限元分析模型。研究结果表明:采用国产碳纤维对海洋平台结构中不同尺寸参数的TT型管节点进行加固,其加固效果十分明显;当TT型管节点尺寸参数一定的情况下,随着CFRP粘贴层数n的增加,管节点的极限承载力随之提升;当CFRP粘贴层数n≥3时,84%的TT型管节点极限承载力的提高率均能达到20%以上;在保持主管外径一定的情况下,当β=0.2~0.61时加固前后管节点的极限承载力与β呈正相关,当γ=12~21时加固前后管节点的极限承载力与γ呈负相关。

CFRP加固TT型空心截面管节点轴压性能试验

设计了3个缩尺TT型空心截面管节点试件,其中一个未采用CFRP加固,其余两个分别用8层和12层CFRP缠绕加固.对3个试件进行轴压试验测试,研究TT型管节点的破坏模式以及承载力.试验结果表明:CFRP加固可以有效地限制TT型管节点变形,加固后管节点的刚度明显提高,试件最终失效模式为整体强度屈服破坏.通过3个试件的荷载-挠度曲线对比可知,加固8层以及12层CFRP的TT型管节点承载力与未加固试件相比分别提高了52.6%和81.9%.研究结果表明:CFRP加固可以有效提高TT型管节点的承载力,CFRP的最佳加固层数为12层.