Three-dimensional finite element analysis of a tubular T-joint under combined axial and bending loading

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Three-dimensional finite element analysis of a tubular T-joint under combined axial and bending loading

Pang, H.L.J. / Lee, C.W.

Bei der Konstruktion von Offshore-Rohrstrukturen wird den Ermüdungsproblemen, die mit den örtlichen zyklischen Spannungen an den Schweißverbindungen verknüpft sind, angemessene Beachtung geschenkt. Die traditionelle Lebensdauervorhersage dieser Rohrverbindungen verwendet eine Spannungsbereichs('hot spot'-Spannungsbereich)-Lastspiel-Kurve, die auf umfangreichen Ermüdungsversuchen an Rohrverbindungen beruht. Dabei wird der abfallende, lineare Teil der Wöhlerkurve zur Spannungsachse hin extrapoliert und auf den tiefsten Punkt der Schweißnaht bezogen. Diese Methode wird in der Offshore-Industrie angewandt und ist sowohl im Code RP2A des American Petroleum Inst. (API) als auch in den Notes des Dept. of Energy Guidance enthalten. Die durchgeführte parametrische Studie gleichzeitiger achsialer und Biegebelastungen an Rohr-T-Verbindungen liefert nützliche Information zur 'hot-spot'-Spannungsverteilung um einen Gurt-Strebe-Schnitt herum. Zwei Reihen von Untersuchungen wurden für zwei verschiedene Belastungsfälle durchgeführt. Die o.g. Spannungsverteilungen um den genannten Schnitt herum werden in graphischer Form dargestellt.