刘 刚，刘英芳，黄 一

（大连理工大学 船舶工程学院，辽宁 大连116024）

1 引 言

焊接结构在海洋工程领域有着非常广泛的应用，由于风、浪、流的交互作用，结构内部通常会出现局部应力集中现象，而该应力集中位置的应力状态一般是多轴交变的，通常在焊趾位置会萌生疲劳裂纹，进而导致结构的疲劳破坏。不同于单轴疲劳问题，海洋工程焊接结构的多轴疲劳破坏主要是由随机波浪载荷、复杂结构形式、不同裂纹萌生方向以及焊接残余应力导致[1-2]。然而在海洋工程领域，对焊接结构的多轴疲劳寿命研究较少，人们主要采用单轴疲劳寿命预测理论对焊接结构进行保守的疲劳寿命预测，导致疲劳寿命预测结果分散性较大[3-4]。

为了能够提高焊接结构疲劳寿命预测的准确性，本文提出了一种评估焊接接头疲劳强度的新型结构应力法，与临界面理论相结合，建立了一种能够用于实际焊接结构的多轴疲劳寿命预测方法。和传统的热点应力法不同，新型结构应力法的应力评估点不是在结构表面，而是在板厚方向选取结构内部一点。该方法一方面在一定程度上考虑了应力梯度对疲劳强度的影响，比传统的热点应力法更准确；另一方面评估点的应力状态可以直接通过有限元计算获得，便于和多轴疲劳的临界面理论相结合，实现复杂焊接结构的多轴疲劳寿命预测。

本文首先提出了新型零点结构应力的定义，并讨论了零点位置的变化规律和计算方法；……