HCSR疲劳筛选计算方法研究

为确定疲劳筛选评估所需的应力放大因子,依据协调共同结构规范(HCSR)疲劳筛选计算方法和流程,结合实例分析疲劳筛选计算中不同节点应力放大因子规范要求的合理性以及疲劳筛选计算结果的合理性,探讨疲劳筛选计算方法对油船和散货船设计的影响程度。     

半潜平台结构疲劳寿命评估方法比较

为了研究各种疲劳评估方法对海洋结构物疲劳寿命评估结果的影响,利用S-N曲线方法和断裂力学方法分别计算了半潜式海洋平台的疲劳寿命,分析比较了二者计算结果的差别.同时比较了疲劳载荷预报中谱分析方法和设计波法的计算结果,分析研究半潜式海洋平台结构关键节点疲劳应力计算中设计波和载荷参数的确定方法,为半潜式海洋平台的疲劳寿命评估提供依据.经过比较分析,认为S-N曲线方法和断裂力学方法应用于评估海洋结构物疲劳寿命均是可行的,使用设计波法来计算半潜式海洋平台横撑与立柱交点处结构疲劳寿命时应该以60°浪向的横向扭矩为特征设计波浪载荷来决定设计波参数比较合理.     

两种低周疲劳计算方法的应用比较

分别用两种不同的低周疲劳寿命计算方法计算某艇体的上壳体疲劳寿命.一种是现在应用比较广泛的首先计算应力强度因子,然后利用PAIRS裂纹扩展速率公式来计算;另一种是首先求得材料的应变幅一寿命曲线,然后根据实际结构中疲劳热点处的应变幅来计算疲劳寿命.分析两种不同的计算方法所得出的结果,得出应力对疲劳寿命的不同影响特点.     

基于谱分析法的超大型集装箱船疲劳强度评估

疲劳失效是船舶及海洋工程结构破坏的主要模式之一,尤其是对于大尺度船和高强度钢船来说,疲劳问题较为严重。对此,基于英国劳氏船级社(Lloyd’s Register,LR)规范中的疲劳计算评估方法水平3,论述疲劳谱分析的基本原理,给出波浪频域计算和疲劳累计损伤组合计算的方法。以此为基础,对某超大型集装箱船的重点位置结构进行疲劳强度计算分析和评估。     

基于风险的海洋立管疲劳安全系数计算分析

立管疲劳安全系数的取值依据构件对于结构完整性的影响以及它的可检测和可维护性。本文引入了一种基于风险的疲劳安全系数的方法,给出了立管波致疲劳与VIV疲劳的安全系数计算流程,筛选了用于计算波致疲劳和VIV疲劳的随机变量,完成了一根SCR立管进行了安全系数的计算。结果表明,波致疲劳的安全系数结果与传统的方法较接近,但是对于VIV疲劳,基于风险的疲劳安全系数与斯托哈尔数等统计参数的取值有关。     

采用简化方法的船体结构疲劳强度校核

本文介绍用简化方法进行船体结构疲劳强度校核的基本原理。这一方法已为中国船级社近期编制的《船体结构疲劳强度指南》所采纳。文中介绍了疲劳载荷的计算,疲劳应力的计算及疲劳累积损伤的计算,并给出例题说明这一方法的具体应用。     

基于改进子模型技术的TLP平台疲劳分析

研究适用于TLP平台的疲劳分析方法。首先建立TLP平台的整体结构模型,运用基于累积损伤理论的疲劳谱分析法,根据整体分析初步确定TLP平台疲劳关键节点位置,即疲劳敏感部位。然后建立疲劳敏感部位的中间模型与精细子模型,运用改进的子模型技术分析计算得到关键节点的热点应力,并根据疲劳谱分析法计算关键节点的疲劳寿命,并将之与传统子模型技术的计算结果比较。分析表明,改进的子模型技术比传统方法的应力计算结果更加精确,有利于得到更加真实的疲劳寿命计算结果。     

深水立管波致疲劳分析的确定性方法

采用Longuet-Higgins法将表征长期海况的波浪散布图分解为单个规则波的散布图,以此进行深水立管的疲劳分析,并与雨流法的计算结果进行了比较。结果表明,该方法可以准确捕捉最大疲劳损伤发生的位置,计算得到的疲劳寿命和雨流法的结果较为接近;且随着离散的精细,其结果和雨流法的结果越加接近。该方法计算速度快,占用硬盘空间少,可用于初始设计阶段立管的疲劳分析及疲劳参数敏感性分析。在疲劳分析的校核阶段,该方法因计算结果是保守的,依然可以应用。     

近海结构疲劳计算中波浪与结构建模探讨

文章根据作者已提出的基于海况频度分布的统计分类及非线性动力学计算的疲劳评估方法,通过进一步改进波浪能的输入,提出了一种更为有效的计算方法。通过将这一方法运用到一典型导管架结构的疲劳计算,文中首先研究了波浪方向对疲劳破坏的影响,进而分析了波浪谱中若干重要参数及HHT-α时间积分中步长对疲劳计算结果的影响。通过对结构反应的统计研究,发现海况的恶劣程度并不直接影响结构响应非高斯趋势的显著程度。文中提出的方法在减少不确定性的同时又不降低安全标准,有效提高了疲劳计算的精确度,从而可以降低相关近海结构建设和维护成本。文中的计算方法已被成功地应用于北海及墨西哥湾数座近海结构在风和波浪荷载作用下的疲劳评估。     

结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二创混合方法

本文提出了复杂结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法。引用Ｈｏｈｅｎｂｉｃｈｌｅｒ等提出的并联系统可靠性分析的二阶渐近式计算失效途径的疲劳失效概;利用并联系统效线性安全余量的概念,形成由失效途径的等效失效单元组成的串联系统;并最终计算整个系统的疲劳失效概率。计算结果表明,这一方法能有效地提高结构系统疲劳失效概率的计算精度。     

结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法

本文提出了复杂结构系统疲劳可靠性分析的一阶和二阶混合方法。引进Ｈｏｈｅｎｂｉｃｈｌｅｒ等提出的并联系统可靠性分析的二阶渐近式计算失效途径的疲劳失效概率;利用并联系统等效线性安全余量的概念,形成由失效途径的等效失效单元组成的串联系统;并最终计算整个系统的疲劳失效概率。计算结果表明,这一方法能有效地提高结构系统疲劳失效概率的计算精度。     

钢筋混凝土构件正截面腐蚀疲劳验算问题研究

本文概述了钢筋混凝土受弯构件腐蚀疲劳复杂的工作状态，分析了混凝土和钢筋材料的腐蚀疲劳破坏及其产生的原因，探讨了腐蚀疲劳钢筋混凝土受弯构件正截面验算方法的基本问题。针对破坏形态、极限状态、破坏准则等方面的问题提出了基本的观点，给出了确定的方法和原则。对腐蚀和疲劳共同作用造成的材料劣化，提出了量化的方法。修正了构件的几何参数，确定了混凝土边缘最大压应力和钢筋允许疲劳幅值的计算原则，给出了腐蚀疲劳的计算模式及其相关的参数计算方法。     

基于雨流修正的船舶宽带疲劳强度分析

船舶结构的交变应力过程呈现宽带谱特点,基于窄带近似的疲劳累积损伤计算结果偏于保守。本文采用频域谱分析直接计算方法,对基于"雨流修正"的宽带高斯应力过程疲劳损伤计算方法进行研究,并通过算例分析给出不同修正方法的船体结构疲劳损伤分析结果。将不同修正方法所得结果与雨流计数方法结果进行比较分析,结果表明Wirsching-Light方法与雨流计数方法结果较为接近。     

公路钢桥疲劳积伤理论及其程序实现

近年来公路钢桥被广泛使用,钢桥疲劳问题也得到业界重视。由于国内钢桥疲劳计算规范陈旧,在没有相关试验条件下,钢桥疲劳设计计算往往直接套用国外规范。由于交通荷载的差异性,直接套用国外规范说服力相对不足。本文首先根据使用Monte Carlo方法生成随机交通荷载,然后在疲劳损伤细节应力影响面上加载随机交通荷载得到疲劳损伤细节应力幅值,最后按照不同疲劳损伤理论分别编写了疲劳细节损伤计算程序并应用于港珠澳大桥正交异性钢桥面板横隔板U形开槽的疲劳计算,得出在120年设计寿命期内结构抗疲劳性能满足要求的结论。     

单点系泊系统将军柱疲劳分析

渤海某FPSO的单点系泊装置固定塔架由导管架、将军柱和上部组块构成,其中将军柱是系泊力的主要承受构件之一,其结构安全至关重要。由于系泊力是典型的交变载荷,作用在结构上会产生疲劳损伤,因此有必要对将军柱进行在位期间的疲劳分析。本文提出一种长期海况下海上固定装置疲劳计算方法,通过AQWA软件建立单点系泊系统的多体耦合水动力模型模型,根据渤海的海况环境资料计算出FPSO运动时域内所受到的的系泊力;基于S-N曲线方法与Miner线性累计损伤理论,通过nCode Designlife疲劳计算软件计算将军柱结构的疲劳寿命和管节点的疲劳损伤;评估结构的疲劳强度,分析易发生疲劳的关键节点位置,并给出增加管节点疲劳寿命的建议及设计方法,为相同类型的海上固定式结构物的结构设计及疲劳分析提供有益的参考及借鉴。     

单点系泊系统将军柱疲劳分析

渤海某FPSO的单点系泊装置固定塔架由导管架、将军柱和上部组块构成,其中将军柱是系泊力的主要承受构件之一,其结构安全至关重要。由于系泊力是典型的交变载荷,作用在结构上会产生疲劳损伤,因此有必要对将军柱进行在位期间的疲劳分析。本文提出一种长期海况下海上固定装置疲劳计算方法,通过AQWA软件建立单点系泊系统的多体耦合水动力模型模型,根据渤海的海况环境资料计算出FPSO运动时域内所受到的的系泊力;基于S-N曲线方法与Miner线性累计损伤理论,通过nCode Designlife疲劳计算软件计算将军柱结构的疲劳寿命和管节点的疲劳损伤;评估结构的疲劳强度,分析易发生疲劳的关键节点位置,并给出增加管节点疲劳寿命的建议及设计方法,为相同类型的海上固定式结构物的结构设计及疲劳分析提供有益的参考及借鉴。     

岸边集装箱起重机金属结构疲劳寿命研究

以岸边集装箱起重机为研究对象，研究在产品设计阶段对金属结构疲劳寿命进行预测的基本计算方法，并编制计算程序，对结构在一定工作条件下的疲劳寿命进行计算分析。     

动力沉桩中土体疲劳的计算方法探讨

介绍了一维波动理论和土体疲劳的各种计算方法,然后对渤海某海上桩基的打桩工程的沉桩性状进行数值模拟分析,通过对不同的桩侧土体疲劳计算模式的结果做比较分析,以及与实测结果比较,表明:不同方法对沉桩性状的影响力不同,该工程中,非线性土体疲劳计算方法能较好地对砂岩层中的沉桩进行模拟。     

基于长期分布累加法的单点疲劳寿命预报方法

针对FPSO单点区域复杂的载荷情况,提出一种单点结构在受到环境载荷和FPSO船体载荷作用下的疲劳计算分析方法,根据单点所受载荷的长期分布数据及各种载荷对应的载荷应力比,在线性假设的前提下,通过长期分布累加法对单点或船体结构进行疲劳累计损伤计算,最后得出疲劳结果,该方法不仅适用于单点及界面附近船体结构疲劳计算,也适用于多点系泊系统等界面载荷长期分布复杂的局部船体结构疲劳计算。     

海上风机在三种风载荷作用下的疲劳分析方法研究（英文）

文章提出一种基于等效疲劳载荷的快速有效的结构优化设计方法,首先通过bladed模拟得到时域下的风载荷,然后通过雨流计数法则和等效损伤理论得到相应的疲劳载荷谱和等效疲劳载荷,接着以导管架式海上风机为例,利用ANSYS对其进行三维建模,选取三种典型管节点和两种非管节点,基于热点应力法计算了其在三种风疲劳载荷作用下的疲劳损伤,通过比较三种载荷作用下的疲劳损伤结果,验证了等效疲劳载荷的可靠性。接着又计算了各等效疲劳载荷分量单独作用下的海上风机焊接节点的疲劳损伤,得出各疲劳载荷分量对疲劳总损伤的贡献,可以为设计者提供更好的载荷设计依据。相比于传统的时域疲劳分析方法和疲劳载荷谱方法,等效疲劳载荷方法更加方便有效。