冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析.PDF

第３３卷第４期 海 洋 工 程 Ｖｏｌ. ３３ Ｎｏ.４ ２０１５年７月 ＴＨＥ ＯＣＥＡＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｊｕｌ. ２０１５ 　 　 文章编号:１００５￣９８６５(２０１５)０４￣００３５￣１０ 冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析 １ ２ ３ １ ２ 张大勇 ꎬ刘　 笛 ꎬ许　 宁 ꎬ岳前进 ꎬ郭龙玮 (１.大连理工大学 海洋科学与技术学院ꎬ辽宁盘锦　 １２４２２１ꎻ２.大连海洋大学 航海与船舶工程学院ꎬ辽宁 大 连　 １１６０２３ꎻ３.国家海洋环境监测中心ꎬ辽宁 大连　 １１６０２３) 摘　 要:由于渤海特殊环境条件与油藏分布决定了该海域导管架油气平台属于典型的柔性抗冰结构ꎮ 多年现场观测发现ꎬ该 类结构存在显著的冰激振动现象ꎮ 冰振不仅能激起较大的甲板加速度响应ꎬ还会引起明显的导管架管节点交变应力ꎮ 在结 构设计与安全保障中进行疲劳分析及寿命估计是必要的ꎮ 对于直立腿抗冰结构ꎬ精确的冰激疲劳寿命计算方法还不成熟ꎮ 基于多年的现场监测ꎬ首先分析了冰与直立腿抗冰结构相互作用过程ꎻ其次ꎬ提出了冰激直立腿平台的疲劳寿命分析流程ꎻ最 后ꎬ选取渤海某典型直立腿平台ꎬ利用ＡＮＳＹＳ数值模拟ꎬ对比了稳态冰力和随机冰力下结构的疲劳损伤ꎬ进而计算出疲劳寿 命ꎮ 本研究为寒区柔性结构抗冰设计与安全保障提供了理论基础ꎮ 关键词:冰激振动ꎻ直立结构ꎻ抗冰平台ꎻ疲劳寿命ꎻ渤海 中图分类号:Ｏ３４６.２ꎻＰ７５１　 　 　 文献标志码:Ａ　 　 　 ＤＯＩ:１０.１６４８３/ ｊ.ｉｓｓｎ.１００５￣９８６５.２０１５.０４.００５ Ｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｌｅｇｊａｃｋｅｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｃｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ １ ２ ３ １ ２ ＺＨＡＮＧ Ｄａｙｏｎｇ ꎬＬＩＵ Ｄｉ ꎬＸＵ Ｎｉｎｇ ꎬＹＵＥ Ｑｉａｎｊｉｎ ꎬＧＵＯ Ｌｏｎｇｗｅｉ (１. Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｏｃｅａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＰａｎｊｉｎ １２４２２１ꎬＣｈｉｎａꎻ２. Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎａｎｄ Ｓｈｉｐｐｉｎｇ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＤａｌｉａｎ Ｏｃｅａｎ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＤａｌｉａｎ １１６０２３ꎬＣｈｉｎａꎻ３. Ｓｔａｔｅ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｏｃｅａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎬＤａｌｉａｎ １１６０２３ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｏｉｌｒｅｓｅｒｖｏｉｒꎬｔｈｅｊａｃｋｅｔｐｌａｔｆｏｒｍｓｉｎ Ｂｏｈａｉ Ｓｅａａｒｅｕｓｕａｌｌｙ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｓ ｃｏｍｐｌｉａｎｔ ｉｃｅ￣ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ. Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｉｃｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｆｕｌｌ￣ｓｃａｌｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ. Ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｈａｓ ｃａｕｓｅｄ ｌａｒｇｅ ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ｄｅｃｋ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｙｃｌｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｕｂｕｌａｒ ｊｏｉｎｔｓ. Ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅꎬｆａｔｉｇｕｅ ｌｉｆｅ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｃｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ. Ｎｏｗａｄａｙｓꎬｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ ｆｏｒ