海上浮式生产装置(floating production unit,FPU)上部生产模块结构中包含着大量的非管节点,而此类节点在其服役期内易发生疲劳失效。相较于一般管节点,非管节点结构型式更为复杂,其疲劳评估更为困难,通常无法利用海工结构设计软件进行...海上浮式生产装置(floating production unit,FPU)上部生产模块结构中包含着大量的非管节点,而此类节点在其服役期内易发生疲劳失效。相较于一般管节点,非管节点结构型式更为复杂,其疲劳评估更为困难,通常无法利用海工结构设计软件进行直接计算分析。为了实现非管节点疲劳寿命快速计算,该文采用S-N曲线法与整体结构分析和局部有限元分析相结合的方法,对非管节点的疲劳进行了研究,并形成了一套FPU上部生产模块非管节点疲劳预测方法。基于FPU上部三甘醇(triethylene glycol,TEG)处理模块设计实例,采用上述方法对其疲劳寿命进行评估,验证了该计算方法的适用性。结果显示,在考虑安全系数的情况下,TEG模块非管节点的最小疲劳寿命为20.11年,满足设计规范要求。该模块通过了美国船级社(American Bureau of Shipping,ABS)审查,完成陆地建造和交付,并成功应用于印尼马杜拉海域,证明了该非管节点疲劳预测方法的可靠性,相关研究结论可为类似非管节点结构的疲劳分析提供借鉴。展开更多
文摘为研究承载型60°斜十字全熔透焊接接头(oblique cruciform full-penetration welded joints,OCFWJs)局部应力分布及疲劳性能,设计3个试验模型完成3种名义应力幅水平下的疲劳试验,得到试件疲劳破坏时的循环次数.利用ABAQUS软件建立60°OCFWJs有限元模型,计算得到焊趾处热点正应力、热点剪应力及等效热点应力.基于规范中的名义应力S-N曲线和热点应力S-N曲线,分别采用名义主应力法、等效热点应力法和相互作用方程方法对拉—剪联合作用下60°OCFWJs疲劳寿命进行了评估.结果表明,采用名义应力幅、名义拉应力幅或名义剪应力幅均无法对60°OCFWJs疲劳寿命进行可靠评估.依据国际焊接学会(International Institute of Welding,IIW)规范无论采用热点拉应力幅或热点剪应力幅也无法对60°OCFWJs疲劳寿命进行可靠评估.按欧洲钢结构设计规范Eurocode3相互作用方程方法预测的疲劳寿命远低于试验值,按等效热点应力方法预测的疲劳寿命与试验值符合良好.
文摘海上浮式生产装置(floating production unit,FPU)上部生产模块结构中包含着大量的非管节点,而此类节点在其服役期内易发生疲劳失效。相较于一般管节点,非管节点结构型式更为复杂,其疲劳评估更为困难,通常无法利用海工结构设计软件进行直接计算分析。为了实现非管节点疲劳寿命快速计算,该文采用S-N曲线法与整体结构分析和局部有限元分析相结合的方法,对非管节点的疲劳进行了研究,并形成了一套FPU上部生产模块非管节点疲劳预测方法。基于FPU上部三甘醇(triethylene glycol,TEG)处理模块设计实例,采用上述方法对其疲劳寿命进行评估,验证了该计算方法的适用性。结果显示,在考虑安全系数的情况下,TEG模块非管节点的最小疲劳寿命为20.11年,满足设计规范要求。该模块通过了美国船级社(American Bureau of Shipping,ABS)审查,完成陆地建造和交付,并成功应用于印尼马杜拉海域,证明了该非管节点疲劳预测方法的可靠性,相关研究结论可为类似非管节点结构的疲劳分析提供借鉴。
