在平衡的轴向荷载下K型管节点对应力集中系数英文文献和中文翻译

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近海岸结构平台大部分由圆形管节点组成，它们有个低风阻系数，很好的强度质量比，没有优惠屈服方向等优点。管结构的节点如图1所示。然而这些节点由于很高的应力集中、固有的焊接缺点、在设计寿命中产生的大量的应力循环，很容易在焊接相交处发生疲劳破坏。53192

在近海岸结构中估计管节点的疲劳效应通常有两种方法。第一种是S-N方法，这是在大量管节点疲劳试验基础建立起来的。这种方法需要应力集中系数（SCFS）的相关数据，它是几何热点应力和支撑名义应力的比值。实际，SCFS通常从测量的钢筋和丙烯酸模型试验中或者有限元分析得到参数等式中获得。为了损害现有管结构和参与的寿命计算，运用了基于断裂力学的方法。断裂力学提供了预测裂纹增长的方法，这通常是基于没有裂纹下应力领域的参数方程SCF和弯曲的程度，这是弦的厚度来测应力多样性的方法。

为了得到SCFS的信息，不论是S-N曲线还是断裂力学都是需要的。美国能源协会最近为了预测管节点的SCFs对最普通的参数方程进行了大量的评估。由wordsworth和smedley,efth,kuangUEG,UCL、lioyds等提出的等式大力评估一系列的准则（以后再详细阐述）由L和E提出的一系列的等式总体上讲，在满足准则上是最为一致的。在平衡轴向荷载下的K节点，这是最普遍的节点形式和荷载条件，然而，只有L的等式满足了这一准则。L的等式是从大量的钢筋和丙烯酸的模型中得到的，而E的等式是从FE（有限元分析）数据中得到的。这两组数据在范围和产生的等式中都是相当有限的，所以它们或许不能表示所有几何参数的效应。

这篇文章展示大量的对在平衡轴向荷载下K节点的SCFs参数研究的结果，它是利用的薄壳的有限元模型.首次利用FE产生的结果来评估L和E得到的参数方程的精确性。他们也形成新的关于支撑和弦的SCFs的参数方程的数据。这个新的参数方程的可靠性运又由能源协会最近发表的由钢筋和丙烯酸得到的数据来评估。

热点应力的提取

管节点的热点总是在不连续的地方，如焊接底端，在此疲劳裂纹容易产生和发展。这个热点扩展到焊接底端的几何应力。如图二所示。在焊接缝的底端并不是真正的应力，因为真正的应力是取决于物理模型中局部焊接外形和在大量分析中的网格细化。

在模型试验和包括固体焊接大量的分析中，我们在总是在几个位置（A、B、C点，在试验中测量此力，如图二）抽取应力，并且扩散到被认为是热点的焊接底端。在大量的分析中，它们并没有精确模拟出固体焊接，比如说用薄壳结构，热点应力和SCFs的确定是深入研究的主题，因为在应力计算和大量的可以利用的外推法的位置的不确定性。

R等人介绍到，如果模型推断不出来，论文网应力不应该在虚拟的焊接底端位置，因为会得到非保守的应力。H和B在他们的研究中同样得到了相同的结论。相比在薄壳模型中这四种不同的得到应力的方式，他们得到了最有效的方式用节点平均应力来计算应力，除了在中间表面相互作用的插头部分（靠近支撑部分的弦）的作用。这种方法和考虑固体焊接在内的其他方法相比，提供了在弦边上而不是支撑的保守应力的最为精确的应力。鉴于他们的推荐，在现在薄壳有限元分析中，SCFs在中间表面没有外推法的相互作用部分最大主应力中计算出。

E和L在K节点的参数等式的背景

E的等式

E用PMBSHELL有限元模型来得到他的数据，在他的工作中是包含焊接模型的，SCFs是通过最大主应力到焊接低端的线性外推法得到的。在这个平衡的轴向荷载下K节点仅仅包含55个节点，它的a（2L/D）在6~16之间。和弦底端固定状态下相互独立的这个方程给出了在弦和焊接支撑边的SCFs的最大值。这个弦边等式是和数据相适合的，而支撑边等式是不适合的。一系列公式的正确性在表一中表示出（在图一中可以得到几何参数的定义）。