王坤鹏，薛鸿祥，唐文勇

（上海交通大学 海洋工程国家重点实验室，上海200240）

1 引 言

在深海油气开采中，钢悬链线立管得到广泛的应用，它与平台和系泊索构成的油气开采系统在风浪流作用下会产生复杂的耦合运动，由于平台系统的服务寿命一般为20～30年，交变载荷容易诱发立管疲劳损伤，甚至在敏感部位发生疲劳破坏。

基于随机概率论的疲劳可靠性分析方法，能够较全面地考虑影响立管疲劳损伤的不确定性因素，因而成为立管疲劳评估的重要手段。Wirsching等[1]总结美国石油协会发起的为期4年的海洋结构物接头疲劳设计项目，依据S-N曲线和Miner准则提出了随机变量服从对数分布的疲劳可靠性计算公式，为海洋结构的疲劳可靠性研究奠定了基础；Nazir等[2]利用谱分析提出了计算顶端张紧式立管疲劳可靠性的方法，但研究中忽略了立管本身的非线性效应以及平台系统的耦合作用；Rizwan等[3]将平台的偏移施加到立管顶端，利用非线性有限元方法模拟张紧式立管的动态响应，并运用响应面法研究了立管的疲劳可靠度；Tapan[4]将浮体一阶运动施加在钢悬链线顶端研究了立管的疲劳可靠度；林海花[5]结合S-N曲线和Miner准则采用Wirsching方法研究了涡激振动作用下立管的疲劳可靠度。

以往关于钢悬链线立管的研究通常对平台/立管的耦合效应和立管与海床之间的复杂作用进行简化模拟，直接影响立管的响应预报的真实性。本文基于深海平台耦合水动力程序和反映海床吸力产生和释放过程的触地单元对钢悬链线立管进行了耦合非线性模拟，利用耦合分析数据通过依据疲劳线性累积损伤准则建立的极限状态方程采用一阶可靠度方法研究触地点的疲劳可靠性。……