原文传递
在役自升式平台桩腿的疲劳寿命评估
| 论文题名： | 在役自升式平台桩腿的疲劳寿命评估 |
| 关键词： | 自升式海洋平台;桩腿结构;环境载荷;疲劳强度;应力分布 |
| 摘要： | 自升式平台是海上石油开发的主要工程结构之一。桩腿是自升式平台的重要组成部分。桩腿在海洋环境中会受到波浪的循环作用，在桩腿结构上会产生循环变化的交变应力。虽然应力水平低于材料的屈服强度，但是在长期的交变应力的作用下，桩腿有可能产生的疲劳破坏。因此对自升式平台的桩腿进行疲劳强度分析和寿命预测，有着重要的意义。 本文综述了海洋平台疲劳寿命预测的研究现状。研究了桩腿在风、浪、流等环境载荷作用下的受力特点。在建立模型时，提出了平台主体的简化方法。研究了影响桩腿疲劳寿命的各个因素，提出了计算自升式平台桩腿疲劳寿命的方法。 本文对作业水深68米的自升式平台桩腿进行了疲劳强度计算与寿命评估。将船体骨架简化为梁模型，考虑桩腿与船体之间的相互作用，建立了桩腿-船体梁整体分析模型。考虑不同方向的风、浪、流的组合，计算变形和应力，得到了桩腿的应力分布。采用API规范对桩腿强度进行了校核。计算得到了桩腿的固有频率和振型，分析了波浪作用下桩腿发生共振的可能性。计算桩腿应力响应的传递函数，采用谱分析的理论并根据API推荐的S-N曲线，应用Miner法则，预测了桩腿管节点疲劳损伤和疲劳寿命。 本文计算分析的结果表明，桩腿底部的弦杆和与船底板相连的弦杆的应力和变形是最大的，最有可能发生破坏。疲劳强度和疲劳寿命分析的结果表明，受波浪影响，桩腿中部管节点的疲劳损伤最大，疲劳寿命最短，对这些部位的管节点应足够重视。桩腿底部管节点的应力未达到疲劳极限，不会发生疲劳损伤。选取不同的应力集中系数重新对疲劳寿命进行计算，结果表明，随着应力集中系数的增大，疲劳寿命将大幅度减少。 |
| 作者： | 竺一峰 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 唐友刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
