深水平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)疲勞壽命評(píng)估研究.pdf

1、油氣能源的開(kāi)采工作已經(jīng)達(dá)到了前所未有的高峰，各沿海油氣大國(guó)加大了對(duì)深水區(qū)油氣能源勘探開(kāi)發(fā)的重視力度，投入了大量的人力和資金用于研究深海區(qū)油氣鉆井技術(shù)和裝備。深水海洋平臺(tái)在服役期間常年遭受風(fēng)、浪、流等復(fù)雜載荷的反復(fù)作用，結(jié)構(gòu)極易發(fā)生疲勞破壞。因此，針對(duì)深水平臺(tái)結(jié)構(gòu)物的疲勞相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)深入的研究有著非常重要的意義。
　　本文基于自由浮體在波浪中運(yùn)動(dòng)理論和頻域GREEN函數(shù)方法得出了無(wú)航速自由浮體的頻域運(yùn)動(dòng)方程，并以圓球浮體為研究對(duì)象，

2、進(jìn)行了頻域內(nèi)的水動(dòng)力分析，驗(yàn)證了數(shù)值模擬方法的可靠性。根據(jù)已確定的數(shù)值模擬方法研究了波浪中深水平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，采用載荷轉(zhuǎn)化程序把水動(dòng)力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成面元壓力載荷并施加到平臺(tái)的整體有限元模型上，進(jìn)行了不同海況下的強(qiáng)度分析。分析結(jié)果表明：在各種典型的海況載荷作用下，目標(biāo)平臺(tái)的立柱和橫撐連接處的應(yīng)力響應(yīng)最明顯，因此將該部位確定為疲勞分析的關(guān)鍵部位。
　　為提高計(jì)算效率和計(jì)算精度，對(duì)關(guān)鍵部位建立了精細(xì)子模型，采用多邊界插值法對(duì)子模型進(jìn)行了邊界

3、插值，計(jì)算了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)在各海況下的應(yīng)力響應(yīng)傳遞函數(shù)。基于Miner累積損傷理論和S-N曲線法評(píng)估了各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命。分析結(jié)果表明：各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的疲勞壽命都達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)要求，立柱和橫撐連接處的疲勞壽命最短。
　　在疲勞壽命分析過(guò)程中，有很多不確定的影響因素，波浪的非線性因素就是重要的影響因素之一。基于線性和非線性波浪理論，以橫撐結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象進(jìn)行了疲勞壽命評(píng)估，研究了波浪的非線性對(duì)疲勞壽命評(píng)估的影響。分析結(jié)果表明：