FPSO结构疲劳寿命直接计算法

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浮式生产储卸油船,简称FPSO,在特定海域进行石油的生产、储存与装卸工作。一般情况下,FPSO的工作时间大约为25-35年,以至于在海洋环境中,FPSO结构受到长期的波浪载荷作用,尤其在局部的应力集中位置,容易发生疲劳破坏。疲劳寿命直接计算法,结构所受的载荷不是通过简化公式来计算,而是采用基于波高、波浪周期的载荷传递函数来计算,载荷传递函数通过基于势流理论的波浪载荷程序计算,载荷与应力之间的应力传递因子由有限元程序计算。FPSO的疲劳寿命与其工作的状态、及所在的海洋环境有关,所以要研究特定海域的海洋环境,包括长期的波浪高度、波浪周期、波的传播方向以及该海域的海浪谱。FPSO结构疲劳寿命直接计算法就是要考虑所有的波浪对其作用的情况。由于FPSO在海洋环境中频繁地进行装载与卸载操作,使 FPSO船体结构产生较大的应力幅值,由于局部的应力集中,应力幅值超过材料的屈服强度,其装卸载次数小于104时,结构将产生低周疲劳。研究一种直接计算法,根据Neuber假设进行塑性修正,通过应变范围得到伪热点应力范围,并确定热点应力与伪热点应力之间的关系。推导出一种新的S-N曲线作为低周疲劳的设计曲线,以伪热点应力作为计算量来预测低周疲劳寿命,降低了船体结构低周疲劳寿命计算的难度。
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