在役自升式平臺(tái)樁腿的疲勞壽命評(píng)估.pdf

1、自升式平臺(tái)是海上石油開發(fā)的主要工程結(jié)構(gòu)之一。樁腿是自升式平臺(tái)的重要組成部分。樁腿在海洋環(huán)境中會(huì)受到波浪的循環(huán)作用，在樁腿結(jié)構(gòu)上會(huì)產(chǎn)生循環(huán)變化的交變應(yīng)力。雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服強(qiáng)度，但是在長期的交變應(yīng)力的作用下，樁腿有可能產(chǎn)生的疲勞破壞。因此對(duì)自升式平臺(tái)的樁腿進(jìn)行疲勞強(qiáng)度分析和壽命預(yù)測(cè)，有著重要的意義。
　　 本文綜述了海洋平臺(tái)疲勞壽命預(yù)測(cè)的研究現(xiàn)狀。研究了樁腿在風(fēng)、浪、流等環(huán)境載荷作用下的受力特點(diǎn)。在建立模型時(shí)，提出了平臺(tái)主

2、體的簡化方法。研究了影響樁腿疲勞壽命的各個(gè)因素，提出了計(jì)算自升式平臺(tái)樁腿疲勞壽命的方法。
　　 本文對(duì)作業(yè)水深68米的自升式平臺(tái)樁腿進(jìn)行了疲勞強(qiáng)度計(jì)算與壽命評(píng)估。將船體骨架簡化為梁模型，考慮樁腿與船體之間的相互作用，建立了樁腿-船體梁整體分析模型?？紤]不同方向的風(fēng)、浪、流的組合，計(jì)算變形和應(yīng)力，得到了樁腿的應(yīng)力分布。采用API規(guī)范對(duì)樁腿強(qiáng)度進(jìn)行了校核。計(jì)算得到了樁腿的固有頻率和振型，分析了波浪作用下樁腿發(fā)生共振的可能性。計(jì)算樁腿

3、應(yīng)力響應(yīng)的傳遞函數(shù)，采用譜分析的理論并根據(jù)API推薦的S-N曲線，應(yīng)用Miner法則，預(yù)測(cè)了樁腿管節(jié)點(diǎn)疲勞損傷和疲勞壽命。
　　 本文計(jì)算分析的結(jié)果表明，樁腿底部的弦桿和與船底板相連的弦桿的應(yīng)力和變形是最大的，最有可能發(fā)生破壞。疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命分析的結(jié)果表明，受波浪影響，樁腿中部管節(jié)點(diǎn)的疲勞損傷最大，疲勞壽命最短，對(duì)這些部位的管節(jié)點(diǎn)應(yīng)足夠重視。樁腿底部管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力未達(dá)到疲勞極限，不會(huì)發(fā)生疲勞損傷。選取不同的應(yīng)力集中系數(shù)重新對(duì)疲