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。     

海洋平台疲劳寿命预测的简化方法

基于ＡＰＩ推荐的简化疲劳分析设计方法,提出了一组平台疲劳寿命预测的简化模型,可以大大简化疲劳寿命预测的计算工作量,方便工程应用;同时给出一个计算实例,４桩腿小型导管架平台的疲劳寿命及其可靠度的评估,可供工程参考。     

埕北25A平台结构疲劳寿命评估

以埕北25A井组平台为例，结合现场应力测试和理论计算分析应用简化的疲劳寿命分析方法，对平台进行疲劳寿命分析。     

半潜式平台疲劳损伤分析及延寿评估

采用有限元分析软件ANSYS对“南海二号”半潜式平台进行一体化建模,应用谱分析方法和全概率方法对平台结构的疲劳损伤进行分析,并计算结构的疲劳寿命;根据金属材料的完全非线性疲劳累积损伤模型,分析疲劳损伤构件承受极端荷载的能力;对平台疲劳损伤严重的应力热点区域进行检测维修,研究了节点维修后延续寿命的期望。     

新型干树半潜平台疲劳性能分析

干树采油平台具有修井方便、操作成本低、易于维修建造等优势,目前仅成功用于TLP和Spar平台,相比于这两种平台,半潜式平台不受水深限制,易于建造、安装,但运动幅度较大。该文提出一种运动性能较好的新型干树半潜平台,采用谱分析方法对其进行疲劳分析。首先介绍了目前海洋工程领域比较常用的谱分析方法及其流程,然后对在位工况下新型干树半潜平台进行了总体强度分析和总体疲劳估算,确定了疲劳关键部位,最后利用谱分析法对这些关键部位进行疲劳分析,得到了各热点的疲劳寿命。计算结果表明,各关键部位的疲劳寿命基本满足要求,但是比较接近设计寿命,因此在后续的设计中疲劳问题仍需要重点关注。     

基于ANSYS分析软件的海洋平台局部构造疲劳寿命评估研究

疲劳损伤失效是海洋结构面临的重要问题,而对于裙桩套筒这样的局部复杂结构而言,疲劳寿命评估更为关键。应用ANSYS软件建立了一套海洋平台局部构造疲劳寿命评估流程,通过热点应力外推法,采用疲劳的简化分析方法计算疲劳寿命,并运用该方法验证了某平台裙桩套筒满足疲劳要求。该方法利用了局部结构强度分析的ANSYS应力分析结果,得到的应力幅值更加合理、便利,同时将热点应力外推法融入到疲劳简化分析方法中,具有较高的工程应用价值,可为今后海洋平台其他典型局部构造的疲劳寿命评估提供指导。     

考虑疲劳失效的海洋平台动态可靠性分析

为了实现海洋结构的全寿命周期管理,将平台寿命周期内的动态疲劳载荷随时间的变异性分为载荷的长期变异性和短期变异性两种趋势.载荷长期变异用泊松模型描述,短期变异用连续平稳随机过程描述.提出了一种海洋平台寿命周期内的环境载荷建模的新方法,并给出了考虑疲劳失效的动态疲劳可靠性的分析方法,实现了平台寿命周期内的动态疲劳可靠度计算.通过对南海某平台的实例分析,验证了该方法的可行性.     

近海平台结构系统疲劳寿命计算方法

本文讨论了近海平台结构系统疲劳寿命计算方法。作为一个算例,文中运用作者开发的近海平台结构疲劳分析程序系统,对渤海一固定式导管架平台进行了疲劳寿命计算。结果表明,本文提供的方法对开展三维模型平台结构系统疲劳寿命估算是可行的。     

冰激自升式海洋平台疲劳寿命分析

自升式平台属于典型的柔性结构,在海冰作用下容易发生冰激振动现象,冰振不仅能够产生较大的平台加速度,引起平台工作人员不适,而且会产生结构的疲劳破坏,因此,寒区自升式海洋平台的冰激疲劳寿命分析非常必要。基于开展的冰与带齿条结构的模型试验,该文首先明确了冰与自升式平台桩腿结构的相互作用形式;其次,提出自升式平台冰振疲劳寿命分析流程;最后,以渤海某典型自升式平台为例,利用ANSYS软件进行冰激疲劳寿命分析。该文的研究对于寒区自升式平台的设计及安全运行具有一定的指导意义。     

基于南海环境的半潜式生产储油平台船体结构疲劳设计及应用

南海环境下板壳式浮体结构的疲劳现象严重,在30 a不回坞寿命需求下的半潜式生产储油平台船体结构疲劳设计面临巨大的挑战。开展半潜式生产平台疲劳计算分析,结合平台特征给出船体结构疲劳热点区域,分析不同规范的疲劳要求及改善建议,研究适用的结构疲劳改善措施,对不同设计方案进行对比分析,给出延长肘板趾端、角焊缝、对接焊缝疲劳寿命的施工方案,制定平台在位检验手段及计划,并在船体建造中通过高质量的施工及检测手段保障建造质量。疲劳设计成果在项目建造中成功实施,为平台在位安全运行提供重要保障。     

基于非线性均匀腐蚀理论的抗冰海洋平台疲劳分析

基于非线性的均匀腐蚀模型,对渤海地区的抗冰海洋平台进行疲劳寿命分析,力求充分考虑腐蚀务件对结构动力特性的影响,使设计更加合理化,经济化和安全化,同时根据实测数据对渤海JZ20-2NW平台进行疲劳寿命评估.     

近海平台结构系统疲劳寿命计算方法

本文讨论了近海平台结构系统疲劳寿命计算方法。作为一个算例，文中运用作者开发的近海平台结构疲劳分析程序系统，对渤海一固定式导管架平台进行了疲芝寿命计算，结果表明，本文提供的方法对开展三维模型平台结构系统疲劳估算是可行的。     

JONSWAP谱参数C和γ对疲劳损伤的影响研究

本文针对JONSWAP谱参数C和γ对疲劳损伤的影响进行研究。目前固定平台设计多采用谱疲劳进行疲劳分析,常用的有P-M谱和JONSWAP谱,对于JONSWAP谱,参数C和γ取值不一样,疲劳损伤也不一样。本文以某项目为例,使用SACS软件对该平台进行对比分析,分析过程中除JONSWAP谱参数C和γ外其他参数均一样。通过对比分析得出结论,参数C值一定,γ值越大,节点疲劳寿命越小;参数γ值一定,C值越大,节点疲劳寿命越大。     

海洋平台焊接构件的安全裂纹扩展寿命研究

低温环境下海洋平台构件的安全裂纹扩展寿命,是冬季海洋平台构件安全检测与可靠性评定的基础。利用概率统计的方法,得出了在小样本试验条件下,当疲劳裂纹扩展寿命服从对数正态分布时安全寿命与中值试验寿命之间的关系式。在1000kN的MTS电液司服材料试验机上,测定在-25℃环境下,海洋平台用钢(A131)焊接构件试样在拉拉疲劳载荷作用下的裂纹扩展速率。利用对数裂纹扩展寿命标准差的经验取值,得出海洋平台焊接构件对应一定置信度下不同安全概率的低温疲劳裂纹扩展寿命。     

复杂应力状态下桩腿节点多轴疲劳寿命评估

引入了一种多轴疲劳寿命评估方法,并对该方法的疲劳评估流程进行研究。使用该方法联合热点应力法对国际公开发表的250多个疲劳试验数据进行多轴疲劳寿命预测,验证了该方法多轴疲劳寿命预测的精确度。最后使用该方法成功对自升式平台K型桩腿节点进行了多轴疲劳寿命评估,可为提高桩腿节点疲劳寿命预测的准确性提供有益参考。     

基于实测应变的现役导管架平台疲劳损伤分析

为评估导管架平台剩余疲劳寿命,以南海某现役导管架平台为研究对象,利用电阻应变传感器对结构高应力区进行应力监测,获取测点处应力时程数据,将其乘以应力集中因数可得到节点的热点应力时程数据。采用雨流计数法获得疲劳应力循环幅值和相应循环次数。参照 DNV推荐的管节点S-N曲线,基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,得到热点处的疲劳损伤度,并结合海上实测的时间长度,预测导管架平台的疲劳寿命。由结果可知,评价节点的疲劳强度能够满足平台安全性能要求,且基于监测数据的预测寿命低于设计海况下的寿命。     

深水钻井钻柱疲劳寿命研究

深水钻井作业中平台的动力响应将使钻柱承受更多的交变载荷,钻柱疲劳寿命的计算过程更为复杂。应用数值模拟方法,通过Ansys-Workbench中的AQWA模块、瞬态动力学分析模块以及疲劳分析模块,提出了一种研究深水钻井中钻柱疲劳寿命问题的方法。通过实例计算,得到了某海洋环境下平台的运动响应,进而得到钻柱的疲劳极限寿命约102.61 d。计算结果表明,对于水深1 000 m的深水钻井作业,服役时间达到100 d的钻柱必须经过探伤检测,方能确定是否继续使用,且尤其应注意靠近水面部分的钻柱。     

浮式平台全概率谱疲劳分析方法

采用DNV开发的SESAM软件,在研究浮式平台水动力的基础上探究了浮式平台的全概率谱疲劳计算方法。以南海某海域简化的第六代深水半潜式平台为研究对象,建立"GeniE建模—Wadam波浪力载荷及水动力计算—Seatra结构应力计算—Stofat结构疲劳计算"这一系统的浮式平台全概率谱疲劳计算方法。为验证这一计算方法的合理性,计算简化的半潜式平台的疲劳寿命,为浮式平台的疲劳分析提供参考。     

基于ANSYS的海洋平台局部构造疲劳寿命评估的网格精度和外推方法研究

应力幅值是评估疲劳寿命的关键数据之一,对于海洋平台局部构造应力幅值的计算结果依赖于ANSYS有限元分析的网格精度和热点应力外推方法。对海洋平台局部构造模型不同网格精度和不同外推方法对热点应力幅值的影响进行了研究,网格精度对应力幅值影响较大,外推方法的影响不明显。给出的网格精度和外推方法建议可为海洋平台局部构造疲劳寿命评估提供参考。     

采油平台桩腿的疲劳与腐蚀损伤和寿命预测

介绍了在海上腐蚀环境中的疲劳寿命试验，给出了试验得出的S－N曲线及da/dN-ΔK曲线，得出了服役海上平台桩腿的疲劳损伤计算方法。考虑了海水中的均匀腐蚀损伤及点蚀损伤，给出了这些腐蚀损伤的计算方法。根据疲劳与腐蚀损伤的综合评价，给出了桩腿寿命的预测方法。通过报废平台构件的材料强度试验，给出了平台桩腿材料机械性能的损伤分析。