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张力腿平台关键部位疲劳可靠性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为确保深海中张力腿(TLP)平台的安全可靠运行,研究了TLP平台关键部位的疲劳可靠性。首先建立了TLP平台的整体模型,结合中国南海海况,计算了波浪荷载。然后分析了用于平台疲劳可靠性研究的S-N曲线法和断裂力学方法,计算了不同工况下TLP平台的应力响应,确定了疲劳关键部位,建立了关键部位的中间局部模型和精细子模型。最后采用子模型技术,应用S-N曲线法和断裂力学方法对平台关键部位的疲劳可靠性指标进行了计算和分析。结果表明:平台立柱和浮箱连接部位上部角点的疲劳可靠性指标低于下部角点,但可以满足设计要求;应用断裂力学方法计算得到的疲劳可靠性指标与应用S-N曲线法计算得到的疲劳可靠性指标接近,且疲劳可靠性指标的最小值出现在相同的部位,表明分析结果合理,可以为TLP平台的安全评估提供参考。 相似文献
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研究LNG船在疲劳载荷作用下应力热点的疲劳可靠性。通过整船有限元分析得到不同浪向角规则波中各热点的应力频响函数,用谱分析法确定各热应力点在各短期海况下的应力范围模型,进而通过长期预报,用Weibull分布对各热点应力范围分布模型进行拟合并探讨热点型式和受载特性对参数变化的影响。基于线性累积损伤理论,利用S-N曲线计算各热点的疲劳累积损伤值并建立极限状态方程,评估LNG船舯部典型热点的疲劳可靠性和结构的疲劳安全性。针对不同热点讨论了应力范围长期分布函数—Weibull分布参数的取值对典型热点可靠性指标的影响,并给出典型热点目标可靠性指标和长期应力范围极值之间的关系以用于指导设计和安全性评价。 相似文献
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开孔沉箱孔洞周围存在以三轴循环应力为特征的复杂承载区，其中混凝土损伤速度远大于单轴应力条件，局部疲劳损伤快速累积使结构整体承载能力迅速下降。考虑迎浪面入射波浪与消浪室内反射波浪的循环作用，针对开孔区域复杂应力状态下的疲劳损伤问题，基于不可逆损伤力学发展的数值计算方法模拟开孔板疲劳过程，得到循环荷载作用下不同类型开孔板的损伤演化历程，并计算损伤后整体结构极限承载力大小，通过综合对比孔洞损伤发展规律和结构极限承载能力，建立了疲劳作用下开孔沉箱极限承载能力判断依据。现有规范依据设计使用年限、波浪条件、作用效应组合等确定材料与结构强度，但并未充分体现开孔结构的优势与承载特点，在此基础上文中补充了开孔结构的优化设计以及实际寿命判断。 相似文献
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研究了在建阶段导管架圆管发生风致涡激振动对整体疲劳性能的影响。建立了圆管动力学模型，分析了圆管的动力学特性；固定系数取值0.7模拟实际工程中圆管两端的焊接约束形式，计算了圆管的振动响应；基于线性累积损伤准则和S-N曲线计算了圆管发生风致涡激振动的疲劳损伤度，并根据规范计算出圆管在位阶段的疲劳损伤度，对比总结风致涡激振动对总体疲劳性能的影响以及振动抑制措施对疲劳性能的改善。研究表明，在建阶段导管架圆管发生风致涡激振动会明显地影响圆管的疲劳特性，降低疲劳寿命，因此可以通过绑定绳索、安装防振锤等手段减少结构的疲劳损伤。 相似文献
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本文对半潜式起重拆解平台上的吊机基座在工作载荷和波浪载荷下的组合疲劳损伤进行了分析研究。首先,建立了吊机基座与主船体连接结构的有限元模型,对疲劳热点区域进行了局部细化,并根据API规范的推荐做法计算吊机基座在工作载荷下的疲劳损伤;然后,结合不同作业工况和工作海域的影响,采用谱分析方法计算吊机基座在波浪载荷下的疲劳损伤;最后,对基座总疲劳损伤进行了组合分析。研究结果表明,多数热点部位的疲劳损伤都是以吊机工作载荷疲劳为主;局部热点由于船体结构布置的原因,波浪疲劳占比更大。吊机基座在设计时应综合考虑工作载荷疲劳损伤和波浪疲劳损伤两因素,才能保证基座在平台运营期间内的疲劳寿命。 相似文献
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为分析海洋混凝土结构在波浪及海流等荷载作用下的疲劳特性,基于试验结果分析,我们建议了一个用弹塑性增量变刚度法分段跟踪疲劳应力-应变关系曲线及应力循环次数与疲劳应变关系曲线相结合的非线性有限元分析法。混凝土的本构模型采用内时损伤模型。该分析方法的特点是利用较少的机时,就可分析得出结构经过任一疲劳次数(包括上百万次)高周疲劳全过程后的应力、应变状态。这在国内外尚属少见,从而为海洋混凝土结构疲劳特性的有限元分析及用分析法部分代替冗长、昂贵的疲劳试验提供了条件。为验证分析方法的可靠性,我们对海洋平台中经常遇到的钢筋混凝土板的疲劳特性进行了分析,所得计算结果与试验结果符合较好,证明了本文所建议方法的可行性。 相似文献
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为分析海洋混凝土结构在波浪及海流等荷载作用下的疲劳特性,基于试验结果分析,我们建议了一个用弹塑性增量变刚度法分段跟踪疲劳应力-应变关系曲线及应力循环次数与疲劳应变关系曲线相结合的非线性有限元分析法.混凝土的本构模型采用内时损伤模型.该分析方法的特点是利用较少的机时,就可分析得出结构经过任一疲劳次数(包括上百万次)高周疲劳全过程后的应力、应变状态.这在国内外尚属少见,从而为海洋混凝土结构疲劳特性的有限元分析及用分析法部分代替冗长、昂贵的疲劳试验提供了条件.为验证分析方法的可靠性,我们对海洋平台中经常遇到的钢筋混凝土板的疲劳特性进行了分析,所得计算结果与试验结果符合较好,证明了本文所建议方法的可行性. 相似文献
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Zhang Lianying Hu Yunchang Li Xiangjing Doctor Lecturer Dept. of Ocean Engineering Naval Architecture Tianjin University Tianjin Professor Dept. of Ocean Engineering Naval Architecture Tianjin University Tianjin Master Dept. of Ocean Engineering Naval Architecture Tianjin University Tianjin 《中国海洋工程》1998,(1)
In this paper,the problem of reliability-based optimal design of simple offshore platform isstudied,and a nonlinear fatigue damage model based on damage mechanics and genetic algorithms areused in the fatigue reliability optimum design of the structure under stochastic wave load.The fatigue dam-age model and the yield failure reliability analyzing model are used in the paper.The reliability of the mod-els and the effectiveness of genetic algorithm are shown by the results of optimum design. 相似文献
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Since offshore towers are high-cost, high-risk structures, reliability analysis is of great importance in their design. This paper presents a possible practical approach to certify a design through selective critical member reliability estimates. After a brief review of current research in this field, the authors outline a procedure for reliability estimation of structural members in extreme stress and fatigue limit states. A spectral approach for the extreme response statistics with stochastic loading is described. The reliabilities are computed by the Level II first-order second moment (advanced) method. The fatigue reliability is estimated with a narrow-banded stress assumption with discrete, but significant sea states within the life of the structure. Two numerical examples, a three shallow water model and a two-dimensional deep water model are presented along with the influences of stochastic variables (sea state, current, tubular member diameter) on reliabilities (extreme stress and fatigue damage). 相似文献
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Yu Jianxing Hu Yunchang Wang Yehong YuHongjie
Associate Professor Tianjin University Tianjin Professor Tianjin University Tianjin Postgraduate for Master Degree Tianjin University Tianjin 《中国海洋工程》1994,(4)
On the basis of Miner's linear cumulative damage theorem, random variables are introduced to evaluate objectively the fatigue damage of a semi-submerged platform structure and a method is presented to analyze the fatigue reliability of the structure in its design life. The reliability of the method is verified through numerical examples and some conclusions are drawn, which have certain guiding and reference value for design and inspection. 相似文献
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基于柔性杆理论和尾流振子模型计算陡波形立管的涡激振动响应;综合使用S-N曲线法、雨流计数法、Palmgren-Miner线性累积疲劳理论对立管涡激振动导致的疲劳损伤进行计算分析。并以MATLAB为平台编写相应计算程序,将本文计算得到的静力分析结果、固有频率和疲劳损伤分别与专业海工计算软件OrcaFlex和已发表文献进行对比验证。进一步对陡波形立管在涡激振动下的疲劳损伤进行参数敏感性分析,结果表明:浮子段长度、浮力因子、弹性模量、海流速度、波浪高度对陡波形立管疲劳损伤均有较大影响,有望为陡波形立管的实际工程设计提供参考。 相似文献
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Based on the consideration of operation environment and structural property, an optimnm design model of offshore jacket platform is developed in this paper, namely, the reliability-based full-life cycle optimum design model. In this model, the time-dependent reliability assessment method for structural members is established by combination of the decrease, of sectional size and performance deterioration of material. The initial investment, maintenance cost and failure loss cost are assembled into the model. The total cost of the platform structure system in its full service period is chosen as the objective function, and the initial reliabilities of the layer elements partitioned in advance are taken as the design variables. Different models are obtained, depending on whether the system reliability eonstraint is considered or not. This optimum design model can result in the lowest full-life cost and the optimal initial layer reliability of an offshore jacket platform in the design of marine structures. The feasibility of this model is illustrated with an actual jacket platform in the Liaodong Gulf as an example. 相似文献
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1 .IntroductionTheBohaiGulfisinfestedbyiceinthewholewinter,andoffshorestructuresthereexperiencenotonlywind ,waves ,currentsandearthquake ,butalsoiceloadswhicharecomplicatedbecauseofthedynamicinteractionbetweenicesheetsandstructures.Duanetal.( 2 0 0 0 )hadacomprehensivere viewofthelatestadvancesonice inducedvibration ,fatigueandfractureofoffshorestructures ,payingmuchattentiontothedifferencesinicebreakingmodeanddynamicsofstructuresindifferentice in festedwaters .Theypresentedcriticallythelates… 相似文献
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基于渤海和南海的海洋平台设计环境条件,分析了近年来我国近海极端海洋环境条件的发生规律及其对海洋平台疲劳设计条件的冲击。采用Miner’s线性累积疲劳损伤准则和疲劳可靠性理论,研究了极端海况引起的疲劳损伤对海洋平台疲劳寿命的影响,提出了考虑极端海洋环境条件的海洋平台疲劳设计方法。研究表明,由于近年来全球气候变换带来的极端气象条件频发,导致海洋工程结构经历传统意义上的多年一遇海洋环境条件的概率大大增加,使得现行的海洋平台疲劳设计条件偏离了实际的海洋环境条件。数值算例表明,极端海况引起的疲劳损伤在总的疲劳损伤的比例大大增加,甚至成为疲劳损伤的主要部分。因此,这些极端海况引起的疲劳损伤对结构疲劳寿命的影响不容忽略,考虑极端海洋环境条件的海洋平台疲劳设计符合近年来的灾害性海况频发的现状。 相似文献