半潜式平台两种锚泊系统的疲劳损伤比较计算
2014-09-07乔东生欧进萍
振动与冲击 2014年13期
乔东生,欧进萍,2
(1.大连理工大学 深海工程研究中心,大连 116024;2.大连理工大学 海岸和近海工程国家重点实验室,大连 116024)
深水油气资源开采目前常用的浮式平台型式,一般均需要通过锚泊系统来进行定位。浮式平台在工作中受到各种海洋环境荷载作用,其安全性能十分重要。大家比较关心的是两种荷载:一种是极端环境荷载作用下的运动响应;另一种则是长期环境荷载作用下的累计疲劳损伤。锚泊系统作为浮式平台的重要构件,其安全性能对于浮式平台的安全生产具有明显的重要作用。
在长期环境荷载作用下,浮式平台及其锚泊系统受到不断变化的风浪流等海洋环境荷载作用,在浮式平台及其锚泊系统中均会产生交变的位移及应力。随着交变应力的不断累积,将会使锚泊线产生疲劳累计损伤破坏。目前在海洋工程领域,大家常用的是基于S-N曲线的Miner线性累积损伤计算理论。Mathisen等[1-2]针对DEEPMOOR工程项目,应用S-N曲线对其锚泊线进行了疲劳寿命计算,发现波频响应比低频响应产生了更多的疲劳损伤。Han等[3]利用S-N曲线对一座半潜式平台的锚泊系统进行了疲劳损伤计算,比较了锚泊系统布置情况变化对疲劳损伤的影响。
在疲劳损伤计算中,首先需要得到锚泊张力的时程曲线,进而对其进行统计得到疲劳载荷谱。Luo等[4]利用有限元建立了锚泊线运动响应计算模型,然后在时域范围内用循环计数方法对锚泊线的疲劳损伤进行了计算。Omar等[5]分别利用Dirlik方法、雨流计数法、窄带谱分析法和宽带谱修正法,对某浮式采油系统的锚泊线进行了疲劳损伤比较计算。……
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