復(fù)合壓制固結(jié)鋼絲繩索具的海浪沖擊力學(xué)建模與疲勞壽命分析.pdf

1、鋼絲繩索具是廣泛運(yùn)用于海洋工程中起柔性連接作用的有效工具之一，具有強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，因此在海洋資源開采等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。由于生產(chǎn)力的狀大，鋼絲繩索具在提升、運(yùn)輸及承載中的地位日益上升，使用次數(shù)愈加的頻繁，因此對索具各項(xiàng)力學(xué)性能的要求也逐漸提高，而傳統(tǒng)的單一壓接鋼絲繩索具很難滿足大型工程裝備的需求。本課題研究的高強(qiáng)度復(fù)合型固結(jié)索具采用新型的鋼套加鋁合金套復(fù)合套管固結(jié)索具結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)鋁合金套固結(jié)方式索具最大抗拉強(qiáng)度1960

2、Mpa的限制，同時(shí)針對海洋工程中存在的海浪環(huán)境，研究建立了高強(qiáng)度復(fù)合型固結(jié)索具所處環(huán)境的海浪模型、有限元力學(xué)分析模型、虛擬疲勞壽命分析模型以及動(dòng)力學(xué)分析模型，對高強(qiáng)度復(fù)合型固結(jié)索具的力學(xué)性能、疲勞斷裂特性、索具動(dòng)力學(xué)特性等關(guān)鍵性能進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下所示：
　　1、基于SolidWorks平臺(tái)建立鋼絲繩索具三維實(shí)體模型，結(jié)合顯示動(dòng)力學(xué)分析方法對模型的壓制成形過程進(jìn)行仿真分析，并采用控制變量法改變索具接頭中套管的壁厚尺寸，得出索具

3、成形所需壓制力、套管延伸率的變化規(guī)律。
　　2、聯(lián)立ABAQUS與ANSYS有限元分析軟件，首先利用ABAQUS有限元分析軟件完成鋁合金套索具和鋼套索具的壓制成形仿真分析，并以此結(jié)果作為條件在workbench中進(jìn)行虛擬疲勞仿真計(jì)算，將兩者的結(jié)果進(jìn)行對比。
　　3、總結(jié)上述分析結(jié)果能夠得出該索具不能滿足大型海洋工程平臺(tái)的需求，為此提出新型的鋼套加鋁合金套復(fù)合固結(jié)索具，將鋼套與鋁合金套并列放置，并采用顯示動(dòng)力學(xué)分析方法對索具成

4、形過程中內(nèi)部的應(yīng)力分布進(jìn)行仿真分析，并將分析結(jié)果作為前提條件，結(jié)合虛擬疲勞壽命分析方法分析其抗疲勞能力，通過仿真分析計(jì)算后得出索具在承受208kN的軸向拉力條件下其疲勞次數(shù)為2081次。
　　4、由于海洋領(lǐng)域惡劣的工作環(huán)境，海浪沖擊的作用使得索具內(nèi)部產(chǎn)生不斷變化的應(yīng)力，嚴(yán)重影響鋼絲繩的使用壽命，因此采用基于數(shù)值模擬分析的方法，分別建立單雙套鋼絲繩索具及其海浪的有限元分析模型，分析單雙套鋼絲繩索具在海浪沖擊作用下的抗疲勞能力，分別對