半潛式鉆井平臺(tái)表面裂紋損傷評(píng)價(jià)

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第27卷第1期石油學(xué)報(bào)VoI.27NO.I2006年1月ACTAPETROIElSINICAJan.2006文章編號(hào):0253—2697(2006)01—0128—04半潛式鉆井卞砸口表面裂紋損傷評(píng)價(jià)李杰段夢(mèng)蘭。周松民。張文(1.復(fù)旦大學(xué)力,0工程科學(xué)系卜海200433;2.中國(guó)船級(jí)社北京1000063.中海油田服務(wù)有限公司廣東湛江524057)摘要:以南海現(xiàn)役某半潛式鉆井平臺(tái)的表面裂紋為研究對(duì)象,用有限元法和斷裂力學(xué)理論,對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)整體及裂紋尖端局部斷裂力學(xué)進(jìn)行了分析,確定了描述裂紋及其在鉆井平臺(tái)局部擴(kuò)展的力學(xué)參量。采用ABAQUs軟件構(gòu)造

2、板殼結(jié)構(gòu)表面裂紋,研究了決定裂紋擴(kuò)展的斷裂力學(xué)參量以及腐蝕等因素對(duì)裂紋尖端斷裂力學(xué)參量分布的影響。為含裂紋平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全評(píng)估提供一種科學(xué)的方法。關(guān)鍵詞:半潛式鉆井平臺(tái);表面裂紋;斷裂力學(xué);應(yīng)力強(qiáng)度因子;有限元分析中圖分類號(hào):TE851文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AEvaluationofsurfacecrackdamageonsemi—submersibleplatformLiJieDuanMenglanZhouSongminZhangWen(1.DepartmentofMe(hani~andEngineering,F(xiàn)udanUniversity.Shanghai200433,China:2.ChinaCc

3、ussificut㈨7lS()ciety,Beijing100006,China;3.OilfieldServiceCompanyLimited,CN(X)C.Zhanj如ng524057,China)Abstract:TheglobalstructureanalysisandlocalcrackevaluationonthesemisubmersibleplatformservicinginSouthChinaSeawerecarriedoutbyfiniteelementmethodandfracturemechanicstheory.Thefracturingparametersfo

4、rdescribingthecracksandtheirpropagationonthelocalshellplateoftheplatformweredetermined.TheeffectsoflocalshellplatecorrosionfactoronthefracturingparametersdistributedaroundthecracktipwereinvestigatedusingABAQUSsoftware.Theglobalstructuralstrengthevaluationtoobtainthenecessaryboundaryconditionsforth

5、eanalysisoflocalfracturewasmade.Thedistributionofstressintensityfactoralongcrackfrontwasanalyzedbythefracturemechanics.Keywords:semisubmersibleplatform;surfacecrack;fracturemechanics;stressintensityfactor;finiteelementanalysis在惡劣環(huán)境中,海洋結(jié)構(gòu)焊接缺陷和腐蝕等均可1平臺(tái)浮箱表面裂紋性質(zhì)及構(gòu)造原理能是裂紋和平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)破壞的起因,有必要對(duì)裂紋尖端斷裂力學(xué)參量進(jìn)行研究

6、及基于裂紋斷裂力學(xué)進(jìn)1.1平臺(tái)參數(shù)行更加精確的真實(shí)結(jié)構(gòu)壽命估算研究“]。目前,對(duì)于該平臺(tái)為半潛式鉆井平臺(tái),平臺(tái)材料屈服應(yīng)力裂紋問題,無論是理論研究還是_T程應(yīng)用,精確分析方為355MPa;最大作業(yè)水深為457.2ITI;設(shè)計(jì)最大風(fēng)速法首推有限元法。國(guó)外學(xué)者對(duì)三維表面裂紋進(jìn)行為56.53m/s;最大波高為32ITI;最大流速為1.54了計(jì)算并得到了理想的結(jié)果,但使用的都是2()節(jié)點(diǎn)等m/s;平臺(tái)總長(zhǎng)為92.350ITI;型寬為68ITI;平臺(tái)前后立參單元所建的有限元模型,其自由度多、計(jì)算量大,不柱中線距離為58.864m;左舷與右舷立柱中線距離為便于大型結(jié)構(gòu)的工程評(píng)估。線彈簧模型ISM的概4

7、5.720ITI;主甲板高度為33.604m;浮箱甲板型高為念l1“把三維表面裂紋問題簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的薄殼問題,以7.620ITI;浮箱型寬為15.240m;立柱最大直徑為適應(yīng)工程計(jì)算的需要。筆者采用ABAQUS軟件之殼11.125m。另外,平臺(tái)浮箱板材厚度為14.5mill,板長(zhǎng)單元與線彈簧單元來模擬南海某平臺(tái)浮箱殼體結(jié)構(gòu)的為1524ITIITI,板寬為508ITIITI。外表面裂紋,并對(duì)裂紋前沿各個(gè)位置的應(yīng)力強(qiáng)度因子1.

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