在役自升式平臺樁腿的疲勞壽命評估.pdf

1、自升式平臺是海上石油開發(fā)的主要工程結構之一。樁腿是自升式平臺的重要組成部分。樁腿在海洋環(huán)境中會受到波浪的循環(huán)作用，在樁腿結構上會產生循環(huán)變化的交變應力。雖然應力水平低于材料的屈服強度，但是在長期的交變應力的作用下，樁腿有可能產生的疲勞破壞。因此對自升式平臺的樁腿進行疲勞強度分析和壽命預測，有著重要的意義。
　　 本文綜述了海洋平臺疲勞壽命預測的研究現狀。研究了樁腿在風、浪、流等環(huán)境載荷作用下的受力特點。在建立模型時，提出了平臺主

2、體的簡化方法。研究了影響樁腿疲勞壽命的各個因素，提出了計算自升式平臺樁腿疲勞壽命的方法。
　　 本文對作業(yè)水深68米的自升式平臺樁腿進行了疲勞強度計算與壽命評估。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、浪、流的組合，計算變形和應力，得到了樁腿的應力分布。采用API規(guī)范對樁腿強度進行了校核。計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。計算樁腿

3、應力響應的傳遞函數，采用譜分析的理論并根據API推薦的S-N曲線，應用Miner法則，預測了樁腿管節(jié)點疲勞損傷和疲勞壽命。
　　 本文計算分析的結果表明，樁腿底部的弦桿和與船底板相連的弦桿的應力和變形是最大的，最有可能發(fā)生破壞。疲勞強度和疲勞壽命分析的結果表明，受波浪影響，樁腿中部管節(jié)點的疲勞損傷最大，疲勞壽命最短，對這些部位的管節(jié)點應足夠重視。樁腿底部管節(jié)點的應力未達到疲勞極限，不會發(fā)生疲勞損傷。選取不同的應力集中系數重新對疲