半潜平台波浪载荷不确定性及结构疲劳可靠性研究
2013-12-13顾学康
船舶力学 2013年4期
杨 鹏,顾学康
(中国船舶科学研究中心,江苏 无锡214082)
1 引 言
由于海洋平台结构制造工艺、材料属性、强度和载荷计算中的一些假设等,传统的确定性强度评估方法在海洋结构物的安全性设计校核中存在一定缺陷,更为合理的结构强度和载荷评估手段必须基于概率学理论以保障海洋结构物具有足够的安全可靠性,因此,先进的海洋结构物设计规范均要求对海洋平台结构进行可靠性设计。在疲劳载荷计算过程中,由于在对海况的描述、波浪力的计算、结构的应力分析等方面采用了种种假设和理想化模型,因此,计算所得的应力范围与真实的应力范围之间存在着误差。Guedes Soares[1]主要针对北大西洋海况和全球海况详细分析了波浪载荷短期响应和长期响应中的各种不确定性因素,但是作者没有针对西北太平洋海域进行分析,而此海域对中国的船舶和海洋工程设计尤为重要。另外,Guedes Soares主要分析的是船舶总体波浪载荷短期和长期预报的不确定性,并没有给出疲劳寿命计算中所需要的疲劳载荷短期和长期响应的不确定性分析。Moan等人[2]使用北大西洋29年的海况统计资料分析了1、2、4、29年四种情况下由海况资料变化引起的有义波高HS统计值随海况资料统计年数的变化规律。同时分析了北大西洋海况统计资料年度变化对长期波浪载荷的影响,并对FPSO的垂向弯矩、半潜平台的结构局部应力及疲劳载荷进行了不确定性分析。吴东伟[3]和杨鹏等[4]针对半潜式平台的短期和长期波浪载荷预报中的不确定性进行了分析,其中考虑了谱型的不确定性、波高的不确定性和载荷传递函数的不确定性。……
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