冰区海洋平台构件的模糊疲劳可靠性分析

为便于冰区海上固定采油平台的设计和对其在服役期间的安全可靠性进行评估，运用模糊数学理论和疲劳寿命试验，提出了冰区海洋平台构件的安全疲劳寿命计算及其可靠性分析的方法。给出了冰区海浪及海冰载荷作用于平台构件上的随机疲劳应力幅的计算方法，分析了平台构件的疲劳累积损伤，提出了考虑模糊性之后对Miner法则的修正。据此，给出了安全疲劳寿命的估算方法，建立了新的模糊疲劳可靠性分析模型。按照此模型，给出了平台服役期间构件动态模糊疲劳可靠度的计算方法。疲劳寿命试验及计算实例表明，与采用常规的确定性Miner法则计算结果相比，按照该文方法计算得出的疲劳寿命更接近于疲劳寿命试验结果。     

模糊可靠性疲劳寿命的分析与计算

针对随机栽荷下构件疲劳寿命预估中的可靠性问题，在模糊累积损伤疲劳寿命计算模型的基础上，根据恒幅疲劳寿命的分布及试验参数，依可靠性理论，导出了恒幅载荷下构件的可靠度工作寿命的数学方程，从而建立了承受随机载荷的构件的模糊可靠度疲劳寿命计算模型，同时还导出了传统累积损伤计算方法下可靠度疲劳寿命计算模型。采用这两种模型，通过实测载荷谱，对构件的可靠度疲劳寿命进行了预估，并与实际安全寿命进行比较。结果表明，所建立的模糊可靠度疲劳寿命计算模型预估的安全寿命与实际安全寿命相当吻合，相对误差仅为2．12％，传统可靠度疲劳寿命计算模型的预估误差为99．27％。     

冰区海上结构物疲劳分析的新概念与计算方法

频繁 冰与海上结构物相互作用所产生的冰激振动可以引起结构物的疲劳失效，给海洋结构物带来严重危害。为些提出了疲劳环境、疲劳工况及疲劳工况三个新概念，并结合冰区特点，给出了它们的定义与定量描述方法，进而提出了计算疲劳等效应力及预测疲劳寿命的新方法。该方法已编成计算软件，可用于海上结构物的设计及服役期内安全可靠性评估。     

随机冰载作用下海上固定平台管节点的疲劳寿命估算

根据冰激振动理论，分析了海冰对海上钻井平台的不同破坏形式．为了解决海洋石油钢结构在低温冰载作用下的疲劳性能问题，进行了室温与低温下随机冰载作用对钢结构疲劳裂纹扩展的试验研究．根据试验结果，计算了平台管节点的疲劳累积损伤和随机冰载的等效应力，提出了综合计算等效应力幅的新方法，给出了管节点的疲劳寿命曲线及其计算参数．这种新的计算方法，考虑了冰载相对时间和相对冰厚的随机性，能提高寿命估算的精确度     

冰区海上结构物疲劳分析的新概念与计算方法

海冰与海上结构物相互作用所产生的冰激振动可以引起结构物的疲劳失效,给海洋结构物带来严重危害。为此提出了疲劳环境、疲劳工况及疲劳子工况三个新概念,并结合冰区特点,给出了它们的定义与定量描述方法,进而提出了计算疲劳等效应力及预测疲劳寿命的新方法。该方法已编成计算软件,可用于海上结构物的设计及服役期内安全可靠性评估。     

随机冰载下海上固定平台管节点的疲劳寿命估算

根据冰激振动理论，分析了海冰对海上钻井平台的不同破坏形式，为了解决海洋石油钢结构在低温冰载作用下的疲劳性能问题，进行了室温与低温下随机冰载作用对钢结构疲劳裂纹扩展的试验研究。根据试验结果，计算了平台管节点的疲劳累积损伤和随机冰载的等效应力，提出了综合计算等效应力幅的新方法，给出了管节点的疲劳寿命曲线及基储算参数。     

基于Maattanen模型的冰激疲劳寿命分析

基于ANSYS系统和海洋平台自激振动Maattanen模型,提出了计算冰激疲劳寿命的一种新方法,并开发了与ANSYS系统集成使用的计算程序。利用该程序可以实现对多自由度复杂平台结构的冰激动力精细分析,并能定量确定自激冰力、结构的动力响应和节点应力。运用该程序计算了实际平台的冰激振动响应和节点疲劳寿命,分析了不同冰力参数对平台自激振动响应的影响。对使用不同冰力模型计算出的平台疲劳寿命进行的对比结果表明,较高冰速下平台动力响应较小;自激振动是造成平台疲劳损伤的主要原因。计算结果与现场观测情况一致,这进一步验证了新计算方法的可靠性,为平台冰激疲劳设计提供了依据。     

基于Maattanen模型的冰激疲劳寿命分析

基于ANSYS系统和海洋平台自激振动Maattanen模型，提出了计算冰激疲劳寿命的一种新方法，并开发了与ANSYS系统集成使用的计算程序。利用该程序可以实现对多自由度复杂平台结构的冰激动力精细分析，并能定量确定自激冰力、结构的动力响应和节点应力。运用该程序计算了实际平台的冰激振动响应和节点疲劳寿命，分析了不同冰力参数对平台自激振动响应的影响。对使用不同冰力模型计算出的平台疲劳寿命进行的对比结果表明，较高冰速下平台动力响应较小；自激振动是造成平台疲劳损伤的主要原因。计算结果与现场观测情况一致，这进一步验证了新计算方法的可靠性，为平台冰激疲劳设计提供了依据。     

海洋石油钻采平台的构件的腐蚀疲劳问题的初步研究

钢质固定平台的导管架、自升式钻井平台的桩腿、半潜式钻井平台的立柱等构件处于海水腐蚀介质中,承受来自随机海浪的不规则交变应力,腐蚀疲劳问题严重。本文从断裂力学观点出发给出了这些构件的腐蚀疲劳寿命的计算方法,并通过实验给出了检验这种计算方法的结果及其有关的试验系数。为了计算腐蚀疲劳的寿命,本文提供了自随机海浪谱计算出随机波浪力的载荷谱及变幅应力谱的理论及方法,并根据我国海况数据给出了谱计算公式。     

海洋石油工程中的疲劳问题

分析了海洋环境条件下疲劳寿命的随机性与模糊性因素。给出了模糊随机海浪谱及其载荷谱的制作方法，提出了模糊疲劳损伤评价及模糊疲劳可靠性的分析方法，研究了疲劳寿命的估算模式与模型，形成了应用模糊概率断裂与损伤力学解决海洋石油工程中疲劳问题的较系统的理论。此外，还探讨了就腐蚀疲劳，随机冰载荷作用下的低温疲劳等特殊问题，以及减缓与抑制金属疲劳等问题。     

服役后期海洋平台剩余寿命可靠度预测方法

为保证服役后期平台在延寿服役期内的安全性,需要对其结构整体剩余寿命可靠度进行预测.因此,重点研究了在随机波浪载荷作用下平台部分构件动力失效和疲劳失效时,平台整体时变可靠度预测方法.采用Miner线性累积损伤理论和首次超越失效准则,计算平台构件的疲劳寿命可靠度和动力可靠度,搜索并删除失效概率较大的构件,运用波浪增量动力分析法找出平台结构所能承受的极限波浪载荷,再结合服役海域波浪统计资料,计算平台结构系统整体时变可靠度以预测其剩余寿命.算例表明了该方法的实用性和简便性.     

海洋石油钻采平台桩腿的模糊动力响应分析

应用模糊数学理论,对海洋石油钻采平台构件在动力作用下的模糊性进行了论述,分析了海底地基对海洋石油钻采平台桩腿的模糊约束效应,研究了在模糊海浪载荷作用下,具有模糊约束效应的桩腿的模糊动力响应,给出了桩腿的模糊动力响应谱,并提供了在一定置信度水平下平台的桩腿可能出现的最大位移谱。这对进一步分析海洋石油钻采平台主要构件的疲劳可靠性,将是十分重要的。     

超期服务浮式平台锚链疲劳寿命安全评估

基于线性累积损伤Miner理论,根据波频和低频波浪力引起的锚链张力统计幅值及锚链损伤后的破断张力,对某超期服务的半潜浮式平台锚链系统的疲劳寿命进行安全评估.研究结果表明：二阶慢漂是引起浮式平台锚链系统疲劳累积损伤的主要因素;锚链损伤后的破断张力对锚链疲劳安全寿命影响较大.文中提出的锚链疲劳寿命的评估方法同样适用于其他超期服务浮式平台锚链的疲劳安全评估.     

载人潜水器耐压壳体结构疲劳可靠性分析

为保障深海环境下载人潜水器正常工作和潜水员生命安全，以4500 m级载人潜水器的耐压壳体为研究对象，基于结构可靠性理论和有限元分析方法进行疲劳分析，基于应力 干涉模型对疲劳可靠性进行计算。计算结果显示，壳体在使用周期4000次内是安全的，考虑壳体开口处应力集中的影响，其疲劳可靠度指标由4.555 2降低至2.034 5，在载人潜水器耐压壳体结构设计时，应采取必要的加强措施减小开口位置的应力集中。该研究为载人潜水器耐压壳体的结构设计和疲劳寿命估算提供了理论依据。     

应用夏波希模型估算海洋石油钢结构疲劳寿命的试验研究

基于损伤力学的理论和方法,书夏波希疲劳损伤数学模型应用于海洋石油钢结构的疲劳寿命估算.对国产海洋用钢15MnVNb的表面裂纹试样在拉-弯载荷联合作用下,进行了疲劳损伤试验,提出了损伤因子的测量方法及疲劳损伤特性参数的计算方法.根据常幅疲劳试验结果,计算出了15MnVNb材料损伤特性参数,并给出了疲劳寿命估算的表达式.通过模拟海浪载荷的随机疲劳试验,验证了夏波希模型.疲劳寿命的理论计算结果与试验结果的相对误差约为7％,说明两者吻合较好.     

Fatigue Life Estimation Considering Strengthening of Low Amplitude Loads Using Improved Unequal Interval Grey Model

Under variable loading,fatigue life prediction is very important for the selection,design,and safety assessments of these components.In this study,based on the Miner rule,an improved damage accumulation rule was proposed to consider the strengthening and damaging of low amplitude loads.The complexity of fatigue phenomenon results in predicting fatigue life difficulty.Since grey models(GMs)only require a limited amount of data to estimate the behavior of unknown systems,they are used in this paper to account for the uncertainties resulting from various sources when fatigue life of component is predicted.An improved unequal interval GM(IUGM(1,1))has been developed and applied successfully to estimation of fatigue life.An example is used to illustrate how the method works.The results show that the proposed model not only overcomes the limitations of the traditional grey forecasting model of linear change series,but also increases the scope of GM in the fatigue life prediction of mechanical components,and its accuracy is higher than that of the traditional model.Moreover,the results indicate that the IUGM(1,1)is capable of predicting component fatigue life better than the traditional Miner rule,and yields a high prediction precision.     

结构系统疲劳可靠性分析方法及其应用

研究了结构系统疲劳可靠性分析方法，建立了结构系统疲劳可靠性分析模型，提出了求取结构系统疲劳主要失效模式的方法，最后，以一海上平台为工程实际算例验证了文中算法的可行性及有效性。     

海洋平台结构可靠性分析

为了延长近海平台的使用寿命,需要对现役平台结构进行可靠性分析与评价．介绍了可靠性方法及其在近海平台极限状态设计和结构评价中的应用,给出了理论公式和实际计算方法．描述了ＦＳ１导管架海洋平台结构极限状态设计和结构评价时所考虑的三种失效情形：（１）平台失效;（２）甲板支腿失效;（３）基础失效．首先提出平台的非线性结构计算模型,然后确定作用在平台、甲板和过桥上的载荷,最后分析计算系统抗力和平台的可靠性．研究结果表明,当沉没深度达１０．６５ｍ时,平台失效概率达１／１０００．根据分析结果,提出了延长平台使用寿命的技术措施。本项目研究所采用的计算方法和研究成果可供类似结构分析和工程实践参考．