海上固定平台构件的疲劳可靠性计算

为了评估在役上固定平台的安全可靠性，必须对其构件的疲劳可靠性进行计算。现针对渤海冬季结冰特点，除波和以外给出了作用在平台上的冰载荷及其应力幅计算方法，和低温冰载作用下的Ｓ－Ｎ曲经表达式。提供了地构件疲劳琢其可靠性的计算方法，并且对渤海８号平台做了计算分析。     

基于时变可靠度理论的在役海洋平台结构构件剩余寿命预测

以时变可靠度理论为基础,给出了在役海洋平台结构构件剩余寿命预测算法,结合算法给出基于目标可靠度指标的海洋平台结构构件剩余寿命的预测判据。以抗力衰减模型和荷载模型为基础,对渤海海域某平台典型管节点的剩余寿命进行了预测,并将预测结果与基于Miner线性疲劳损伤累积方法的估算结果进行了对比分析,结果表明了本文方法的有效性和可靠性。     

渤海采油平台低温冰载作用下设计问题的研究

针对渤海冬季低温冰载荷作用的环境特点，着重研究冰载引起的振动及其动力响应。给出冰激振动产生的平台位移及热点应力的计算方法；提出冰激振动下采油固定平台的疲劳强度设计方法；推荐渤海采油平台减小冰激振动、增长疲劳寿命的结构设计建议。     

海洋平台结构整体疲劳寿命的预测

介绍了海洋平台结构整体疲劳寿命预测的方法与步骤,给出了平台构件等效疲劳应力幅的简化计算方法和预测疲劳寿命的模型,并以渤海八号固定采油平台为例,对平台整体疲劳寿命进行了预测与分析。     

冰区老龄平台整体时变可靠性分析与更新

建立了冰区老龄平台整体时变可靠性分析模型,并基于Bayes理论研究平台时变可靠性更新方法。根据现场实测冰力时程曲线,将冰载过程简化为具有随机强度和时间间隔的脉冲序列,利用泊松点过程描述冰载发生次数;采用平台极限状态时的基底剪力作为平台整体抗力指标,运用Weibull函数腐蚀模型预测平台抗力衰减;基于条件概率与载荷-强度干涉理论,建立冰区老龄平台整体时变可靠性微分方程,导出时变可靠性与失效率函数分析模型;给出基于Bayes理论对平台抗力衰减影响因子进行修正的方法,通过修正抗力衰减模型对老龄平台可靠性进行更新。分析渤海一冰区平台的时变可靠性,并利用检测数据进行可靠性更新。研究结果表明,随着服役时间的增加,平台可靠性迅速下降,失效率在初期缓慢增大,达到一定服役期后迅速上升。抗力衰减模型对平台可靠性与失效率的评估均有较大影响。随着更新次数的增加,平台抗力衰减函数概率分散性减小,可靠性与失效率准确度提高。     

基于等效刚度矩阵的导管架平台安全可靠性分析

结合胜利埕岛油田导管架平台，探讨了在海水均匀腐蚀和受冰载荷作用条件下，造成浅海导管架平台构件损伤的原因；开发出构件等效刚度的计算模块，进行了平台结构强度分析，并运用有限元法计算平台在环境载荷下的极限承载力；对导管架平台进行了安全可靠性分析。     

渤海平台构件疲劳分析的新方法

我国渤海的海冰对海上结构物的作用力,较波浪力尤为重要.海冰作用下,平台管节点构件承受的应力与海冰的破坏形式密切相关.海冰的破坏形式主要有挤压、屈曲、弯曲等.过去在计算应力时,只是按照一种破坏形式;本文综合起来考虑几种破坏形式并存.现有规范中,未给出低温冰载荷作用下的海洋结构用钢的疲劳寿命曲线,本文根据石油大学进行低温随机冰载作用下疲劳裂纹扩展试验的结果,给出了疲劳寿命曲线及其参数.在上述基础上,文章提出了管节点疲劳寿命计算的一种新方法.     

基于JC算法的腐蚀管道剩余强度可靠性评价

应用结构可靠性分析的基本原理,给出了腐蚀管道剩余强度的可靠度的评价模型及评价方法,并基于传统正态分布模型求解的基础上,提出了新的模型求解方法JC算法.该方法可以适用于任何概率分布的情况,因而可以避免统计数据正态分布一刀切的缺点,科学、准确地对腐蚀管道剩余强度进行评价,并结合实际算例,给出剩余强度的评价步骤.     

冰区海洋平台疲劳可靠性评估方法的研究

给出了在随机波浪载荷和冰载荷作用下平台构件疲劳损伤的一种计算方法,并利用该方法分析了平台单个构件和平台整体的疲劳可靠性.用指数函数对波浪和海冰作用下平台构件的疲劳应力、应力循环次数和环境参数的关系进行了拟合,拟合精度很好.根据拟合的指数函数,并基于S-N曲线和Miner线性累积疲劳损伤理论,推导出构件疲劳损伤的计算公式,使构件疲劳损伤的计算过程得到很大简化.在此基础上给出了单个构件的疲劳可靠性计算公式,提出了平台整体疲劳失效的简化判断依据和平台关键失效模式的确定方法,并给出了平台整体失效概率的计算方法.计算实例表明,该方法简单可靠,可以有效地用于工程实际.     

冰区自升式平台桩腿动强度的安全评估研究

应用ANSYS软件建立起自升式平台和冰相互作用的数学仿真模型,对自升式平台进行动力分析,并校核平台桩腿的极限强度和疲劳强度。方法对渤海某自升式平台桩腿进行了强度校核,计算了不同海冰参数下平台桩腿的冰激疲劳损伤。研究结果为自升式平台冰激疲劳设计提供了有效的方法,并为自升式平台在冰区的使用提供了依据。     

冰区平台的三级疲劳评估

针对冰区平台疲劳危险性评价的需要,提出了建立以初级评估、详细评估和可靠性评估这三级评估方法为核心的冰区平台疲劳分析与评估体系的设想,并重点介绍了初级评估(冰区平台疲劳强度校核的简化方法、单一冰厚法、静力法)、详细评估(时间域法和谱分析法)和可靠性评估的应用流程,还给出了详细评估的一个计算实例,供工程设计参考。     

半潜式生产平台湿拖拖点结构强度分析

为研究并获得大型半潜式生产平台拖点结构设计与强度分析的通用方法,以深水半潜式生产平台深海一号长距离湿拖为例,基于理论计算与有限元分析相结合的方法,介绍大型浮式平台湿拖拖点设计分析的常规流程。该半潜式平台已安全抵达南海陵水17-2海域,进一步验证拖点结构设计与分析的正确性和可靠性。所建立的一套大型深水半潜式生产平台长距离湿拖拖点的强度分析与设计方法可为今后类似平台的拖点结构设计提供参考和依据。     

渤海新型抗冰导管架平台研究

根据渤海海洋平台长期现场监测结果,对渤海海域冰与导管架平台相互作用问题进行了系统研究,指出冰激结构振动是目前渤海冰区导管架平台的主要危害。应用冰激导管架平台冰激振动及动冰力研究成果,对新型抗冰振平台设计方案进行了分析。对适用于导管架平台的冰激振动控制装置进行了理论分析与实验研究。在新建JZ20-2NW平台的设计建造中应用了上述研究成果。新建平台现场监测结果分析表明,新型平台比以往平台具有更好的抗冰振性能。     

基于人员感受的海洋平台冰振动力可靠性分析

基于首次超越破坏机制的理论,对海洋平台冰振引起的人员感受的动力可靠度进行分析。利用非线性静力Pushover方法将复杂的海洋平台结构简化为等效的单自由度非线性体系,建立了单自由度非线性体系的动力可靠度模型。分别采用Poisson过程法和Markov过程法,对渤海湾的JZ20-2 MSW平台在冰振下的人员感受可靠度进行了计算。     

海洋平台用A633钢焊接接头的概率断裂韧性

测定了海洋平台导管架用A633钢焊接接头在26℃、0℃、-20℃、-40℃和-50℃等5种温度下裂纹尖端张开位移(CTOD)临界值δC的统计特征参数。应用统计方法证实不同温度下CTOD临界值可应用Weibull分布或正态分布等来描述,并估计了相应的分布参数,由此可建立A633钢焊接接头P-T-δC曲线。这种曲线既反映CTOD临界值随温度的变化规律,同时又能描述CTOD值本身所具有的概率分散性。通过试验研究获得的基础数据可应用于海洋平台断裂安全性评估和缺陷容限分析。     

冰载荷作用下自升式平台的动力响应分析研究

应用ANSYS软件系统计算不同冰力模型下自升式平台的动力响应。通过对某自升式平台的冰激振动分析,得到冰力和结构振动的一些特性,为在冰区服役自升式平台的冰激振动安全评估提供了有益的参考。     

基于振动与声发射信息融合的海洋平台损伤定位方法实验

目前我国海洋平台特别是进入中后期服役阶段海洋平台的安全问题越来越成为制约其正常作业的重要因素。为保证平台服役期间的安全运行,以海洋平台模型为实验对象,通过预制损伤等物理手段模拟平台的不同状态,进行了基于振动与声发射信息融合的结构损伤定位分析实验。①振动定位法实验,经滤波后采用细化FFT法进行信号处理,分析了海洋平台模型完好与损伤状态下信号幅值变化率与损伤位置的对应关系,结果表明：振动法可以在垂直方向上确定损伤位置。②声发射定位法实验,通过确定能量计数的变化与损伤位置之间的对应关系,结果表明：声发射法可以在水平方向上确定损伤位置。③通过对上述两种方法进行信息融合,实现了对海洋平台整体进行损伤定位。④最后通过海洋平台状态监测模型进行了实验验证。结论认为,该损伤定位方法具有较高的可靠度与精确度,可以实现平台损伤的有效定位。