海洋工程结构物疲劳强度评估指南
南海半潜式生产平台结构疲劳安全监测及评估研究
三、关键节点的疲劳试验研究
1、必要性及现有研究进展
为了验证基于有限元方法的平台疲劳分析结果的准确性，需要对关键节点进行 疲劳试验研究。通过疲劳试验，可以获得关键节点的真实疲劳性能参数和损伤 机理，为结构设计和优化提供依据。目前，国内外学者已经开展了一系列针对 深水半潜式平台的疲劳试验研究。
5、保护海洋环境：南海海域的海洋环境复杂多变，对半潜式生产平台的安全 性提出了更高的要求。通过有效的结构疲劳监测和评估，可以避免因平台损坏 导致的原油泄漏等环境事故的发生，保护海洋生态环境。
6、推动相关技术的发展：结构疲劳监测和评估涉及多个学科和技术领域，包 括材料科学、机械工程、电子工程、计算机科学等。通过在南海半潜式生产平 台上的应用和研究，可以推动这些技术的发展和创新。
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一、平台结构疲劳监测
半潜式生产平台结构的疲劳监测通常涉及多种技术手段，包括无损检测、声发 射监测和光纤传感等。无损检测技术，如超声波、射线探伤和磁粉探伤等，可 以在不损伤平台结构的前提下，检测出裂纹、腐蚀等损伤。声发射监测技术则 可以实时监测平台结构内部裂纹的产生和扩展，为结构的损伤评估提供依据。 光纤传感技术则利用光纤对物理量的敏感特性，可以实现对平台结构的实时、 远程和长期监测。
二、深水半潜式平台的疲劳分析
1、影响因素
深水半潜式平台的疲劳损伤受到多种因素的影响，包括波浪载荷、地震载荷、 平台结构形式、材料性能等。其中，波浪载荷和地震载荷是导致平台结构产生 疲劳损伤的主要因素。此外，平台结构形式和材料性能也会对疲劳损伤产生影 响。
海洋工程结构的腐蚀疲劳寿命评估方法研究-概述说明以及解释
海洋工程结构的腐蚀疲劳寿命评估方法研究-概述说明以及解释1.引言引言部分1.1 概述近几十年来，随着海洋工程的快速发展，海洋工程结构的腐蚀疲劳问题已成为影响海洋工程安全可靠运行的重要因素之一。
腐蚀疲劳是指结构在强烈海洋环境中受到腐蚀作用，导致其力学性能逐渐下降，并在实际载荷作用下发展出疲劳裂纹的现象。
由于海洋环境的复杂性和严酷性，腐蚀疲劳问题对海洋工程结构的安全性和可靠性产生了严重威胁，因此对海洋工程结构的腐蚀疲劳寿命进行准确评估具有重要意义。
1.2 文章结构本文分为六个主要部分。
首先是引言部分，介绍了研究的背景、意义以及论文的结构。
其次，文献综述部分对目前关于海洋工程结构腐蚀疲劳寿命评估方法的研究进行了系统总结和分析，包括常用的试验方法、模型及其优缺点。
然后，本文提出了一种基于xxx原理的海洋工程结构腐蚀疲劳寿命评估方法，包括xxx的理论基础、建模方法和计算流程。
接着，我们通过实验验证了该方法的准确性和可靠性，并与现有方法进行了对比。
最后，本文总结了研究成果，讨论了该方法存在的不足和未来的研究方向。
1.3 目的本文的目的是通过对海洋工程结构的腐蚀疲劳寿命评估方法进行研究，提供一种准确、可靠、适用于实际工程应用的评估方法，为海洋工程结构的设计、检测和维护提供科学依据。
通过对现有的腐蚀疲劳评估方法的总结和分析，本文旨在解决目前方法存在的不足之处，并提出一种更加准确可靠的评估方法。
本文的研究成果将有助于提高海洋工程结构的安全性和可靠性，减少事故风险，促进海洋工程的可持续发展。
2.正文2.1 腐蚀疲劳的定义和机理腐蚀疲劳是指海洋工程结构在受到海水腐蚀的同时，还要承受波浪和风力等外界载荷作用下的疲劳破坏。
腐蚀疲劳的发生会对海洋工程结构的安全性能和使用寿命造成严重影响。
因此，对于腐蚀疲劳的评估方法的研究具有重要意义。
腐蚀疲劳的机理主要包括海水腐蚀作用、载荷作用及其交互作用。
首先，海水腐蚀会使得结构材料的强度和韧性下降，破坏其原有的防护层，进一步加速结构的腐蚀速度。
《海洋工程结构设计和评估环境条件应用指南(2021)》发布
4 结论以某型号的自升式平台坠物风险较大的作业甲板为对象，根据实际工况建立有限元模型，结果显示立管坠落后不仅会穿透甲板，还依旧以较大的动能继续向下坠落，对下部结构和设备造成很大威胁。
通过将纵骨由角钢替换为T型材和增加纵骨的数量都可以有效防止甲板被击穿，且增加纵骨数量的改良方案效果较为明显。
本研究可以为工程设计实践提供一定的指导。
参考文献：[1]郝灜. 物体坠落对平台甲板冲击破坏的判据研究[D].哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2009.[2]HSE UK. An Examination of the Number andFrequency of Serious Dropped Object and Swinging Load Involving Cranes and Lifting Devices on Offshore Installations for the Period 1981 to 1995[R]. 1996. [3]DNV. Accident Statistics for Mobile Offshore Units onthe UK Continental Shelf 1980—1998[S]. 1996.[4]张海, 刘蕊, 王秀存, 等. 坠落物体产生的冲击载荷对海底管线的损伤分析[J]. 海洋技术, 2008 (1):77-80.[5]ALSOS H S, AMADH J. On the Resistance toPenetration of Stiffened Plates, Part II, Experiments[J].International Journal of Impact Engineering, 2009, 36 (6): 799-807.[6]CHO S R, LEE H S. Experimental and AnalyticalInvestigations on the Response of Stiffened Plates Subjected to Lateral Collisions[J]. Marine Structures, 2009, 22 (1): 84-95.[7]ALSOS H S, AMADH J, HOPPERSTAD O S. On theResistance to Penetration of Stiffened Plates, Part II: Numerical Analysis[J]. International Journal of Impact Engineering, 2009, 36 (7): 875-887.[8]DNV. Design Against Accidental Loads, RecommendedPractice: DNV-RP-C204[S]. 2010.[9]BV. Rules for the Classification of Offshore Units[S].2013.[10]彭大炜, 张世联. 结构极限强度分析的三种有限元解法研究[J]. 中国海洋平台, 2010, 25(2): 1-5.《海洋工程结构设计和评估环境条件应用指南（2021）》发布《海洋工程结构设计和评估环境条件应用指南（2021）》于2021年2月22日发布，于2021年4月1日生效。
船舶与海洋工程中的结构强度与抗波性能分析
船舶与海洋工程中的结构强度与抗波性能分析摘要：随着全球海洋事务的快速发展，对船舶和海洋工程的结构强度和抗波性能的研究日益重要。
本文旨在分析船舶与海洋工程中的结构强度和抗波性能，并探讨其影响因素。
通过数值模拟和实验研究，探讨了材料特性、结构形式、设计参数等因素对船舶和海洋工程的强度和稳定性的影响。
研究结果表明，合理的结构设计、优良的材料选择以及适当的波浪响应控制技术是确保船舶和海洋工程安全性和可靠性的关键。
本研究为船舶与海洋工程的结构设计和工程实践提供了可靠的理论基础和实用指导。
关键词：船舶；海洋工程；结构强度；抗波性能引言随着全球海洋事务的迅速发展，船舶和海洋工程的结构强度和抗波性能研究变得日益重要。
本文旨在分析船舶与海洋工程中的结构强度和抗波性能，并探讨影响因素。
通过数值模拟和实验研究，研究了材料特性、结构形式以及设计参数对强度和稳定性的影响。
合理的设计、优良的材料选择和适当的波浪响应控制技术是确保船舶和海洋工程安全可靠的关键。
本研究为结构设计和工程实践提供了可靠的理论基础和实用指导。
1.材料特性对结构强度的影响材料特性对船舶和海洋工程的结构强度具有重要影响。
材料的强度和韧性直接影响结构的承载能力和抵抗外部载荷的能力。
高强度材料可以提供更大的抗弯刚度和拉压强度，从而增强结构的稳定性和耐久性。
材料的耐腐蚀性和防护性能对于长期在海洋环境中运行的船舶和海洋工程至关重要。
合适的防腐涂层和材料选择可以有效延长结构的使用寿命并降低维护成本。
材料的疲劳性能和断裂韧性也是考虑的重要因素，它们决定了结构在多次循环载荷下的耐久性和安全性。
因此，在船舶和海洋工程的设计中，合理选择和评估材料特性是确保结构强度的关键步骤。
2.抗波性能分析抗波性能是船舶和海洋工程设计中的重要方面，其目的是确保结构在复杂海洋环境中的安全性和可靠性。
波浪对船舶和海洋工程的影响包括波浪力、波浪冲击、波浪荷载等，这些均可能对结构产生破坏性影响。
论船体结构疲劳强度的检验
论船体结构疲劳强度的检验摘要：船体结构局部因磨损、腐蚀、脱焊、裂纹等缺陷，导致疲劳强度不足，引发重大事故。
为此从保障航运生产安全的实际要求出发，对船体疲劳强度校核的意义、校核的部位及实用的校核方法给出了详细的说明，并结合计算软件的开发介绍了进行船体疲劳强度校核的计算流程。
关键词：船体结构；疲劳强度；检验方法中图分类号：u661.431. 疲劳破坏和疲劳强度材料在交变载荷的作用下发生破损断裂，称为材料的疲劳破坏。
材料抵抗这种破坏的能力称为疲劳强度。
试验表明，钢材在循环弯曲下的疲劳极限约为单调载荷极限40%，这足以说明疲劳强度对处于不断循环弯曲和扭转中的船体结构的致关重要性。
疲劳破坏是船舶结构的主要破坏形式之一，特别是对于大型船舶和使用高强度钢的船舶，问题尤为突出。
在海洋上航行的船舶长期处在较为严重的腐蚀环境中，腐蚀严重削弱了船体结构的疲劳强度。
日本船级社所做的调查指出，舷侧外板产生的裂纹，有一半以上是在严重腐蚀的舱内肋骨处发生的。
加强对营运数年船舶的结构检测，并根据检测的数据进行疲劳强度检验和安全性评估，是当前各国非常重视和关注的问题。
这项船舶安检工作首先应在一些重要的船舶上实施，如油船、散货船、集装箱船等。
2.疲劳强度检验部位的选择船体疲劳强度检验部位的选择，应包括两个方面：第一是船体承受疲劳载荷比较大的部位，因而是疲劳损伤比较严重的地方；第二是腐蚀比较严重的部位，因而也是应力集中的地方，常出现裂纹源和开裂。
由于波浪弯矩和波浪扭矩的最大值通常发生在船中附近，船舶中部货舱区域是发生疲劳损伤最严重的地方之一，所以首先要求对船中货舱区域的结构进行疲劳强度检验。
对油船而言，在船体结构检测时，应注意选择甲板纵骨和船底纵骨与强横向框架和横舱壁的连接部位，以及在吃水线附近1.1d～0.3d范围内的纵骨。
对散货船而言，应选择货舱内主肋骨与顶边舱和底边舱连接的两端肘板，以及甲板纵骨和船底纵骨与横向强框架和横舱壁的连接部位！对集装箱船，除了应选择甲板纵骨、舷侧纵骨和船底纵骨与强横向框架和横舱壁的连接部位，还应选择货舱大开口两端处的舱口角隅。
《船体结构疲劳强度指南》（2007）简介
《船体结构疲劳强度指南》（2007）简介
佚名
【期刊名称】《船舶标准化工程师》
【年(卷),期】2008(41)2
【摘要】中国船级社编制《船体结构疲劳强度指南》（2007）。
该指南是在我社《船体结构疲劳强度指南》（2001）的基础上进行了补充和修改，以满足当前船体结构疲劳分析与设计的需求。
主要补充和修改内容包括：补充完善了第五章，修改为热点应力方法，通过第五章的方法，船体结构的热点应力用直接计算的方法求解，
【总页数】1页(P44-44)
【关键词】船体结构;疲劳强度;指南;修改内容;热点应力;中国船级社;疲劳分析【正文语种】中文
【中图分类】U663;TG405
【相关文献】
1.《船体结构建造监控指南》简介 [J],
2.《车辆运输船舶船体结构指南》（试行）简介 [J],
3.《钢夹层板材料船舶结构建造指南》（2007）简介 [J],
4.《船体结构疲劳强度指南》 [J],
5.基于《船体结构疲劳强度指南》的有限元改进算法 [J], 张未;於锐
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基于谱分析法的船舶结构疲劳强度评估
基于谱分析法的船舶结构疲劳强度评估万松林;曹俊伟;王宇;刘加一【摘要】本文采用基于谱分析法的直接计算法对某船舶结构进行疲劳强度评估.基于三维势流理论与北大西洋海况对该船舶进行水动力分析,得到了满载巡航工况下的波浪压力分布和舱段端面的水平弯矩、垂直弯矩、横向扭矩.同时根据船舶具体结构形式和数值计算的可行性对船体结构进行适当简化,并选用合适类型的单元对船舶结构进行离散,从而得到了船舶三舱段有限元模型.将波浪压力、惯性力、端面弯矩等载荷施加到舱段有限元模型上,得到了典型热应力点的疲劳强度应力值,然后通过谱分析法估算出疲劳寿命.研究结果可为该船舶初步设计阶段的结构优化提供有益参考和借鉴.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2018(040)009【总页数】7页(P32-38)【关键词】疲劳强度;谱分析法;三维势流理论【作者】万松林;曹俊伟;王宇;刘加一【作者单位】海军驻436厂军事代表室,上海 201913;中国舰船研究设计中心,湖北武汉 430064;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉 430074;华中科技大学船舶与海洋工程学院,湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】U663.20 引言船舶结构设计结合了多个学科，是一个复杂的综合分析过程，疲劳强度是其中不可或缺的一个环节。
某些船舶在实际应用中，要求能在恶劣的环境条件下长时间进行远洋航行，这就使得船舶在水中承受了更多的交变载荷，也更容易遭到疲劳强度破坏而不是静力破坏。
在交变载荷的作用下，疲劳破坏更容易发生，在远远低于强度极限的时候，疲劳失效就有可能产生在局部高应力的区域[1 – 3]。
目前对于船舶的疲劳寿命，普遍采用的是基于相关规范运用简化算法来进行校核，这种校核方式计算简单，能快速根据经验公式进行疲劳强度的校核，并估算出疲劳寿命[4]。
然而，基于经验公式的简化算法对舰船结构形式，位置带来的应力变化表现并不敏感，故而有时不能有效识别出不同结构形式变化造成的疲劳强度的不同，也不能根据不同海况做出针对性的分析[5 – 7]，对后面的舰船结构设计也带来了一些不便。
《船体结构疲劳强度指南》
《船体结构疲劳强度指南》船体结构的疲劳强度指南是为了帮助船舶的设计和维护工程师正确评估和处理船体在长期使用过程中可能产生的疲劳破坏问题而编制的一本指导手册。
本文将介绍船体结构疲劳强度指南的内容和目的，并说明其对船舶设计和维护的重要性。
船体是船舶的基本骨架，支撑着船舶的各个部分及其载荷，承受着各种力量和应力作用。
由于航海环境的复杂性和船舶的使用特点，船体在长期使用过程中可能会受到疲劳破坏的影响。
船体的疲劳破坏可能导致严重的安全问题和经济损失，因此对船体疲劳强度进行合理的评估和控制是十分重要的。
船体结构疲劳强度指南主要包括以下内容：1.船体疲劳强度评估方法：介绍船体疲劳强度评估的基本原理、方法和步骤。
包括载荷和应力计算方法、疲劳寿命预测方法以及疲劳裕度的评估方法等。
2. 疲劳强度评估标准和准则：提供了船体疲劳强度评估的标准和准则。
根据国际海事组织（IMO）和国际船级社会（ClassNK）等相关规定和要求，对船体疲劳裕度、疲劳寿命和疲劳强度等方面的评估标准进行了详细的说明和解释。
3.疲劳强度改进方法和措施：根据船体结构的特点和疲劳破坏的原因，提供了一些改进船体疲劳强度的方法和措施。
包括材料选择、结构设计、焊接工艺、船舶操作和维护等方面的内容。
4.疲劳监测和维护方法：介绍了船体疲劳监测和维护的方法。
包括结构应力监测、疲劳损伤识别和评估、疲劳裂纹的检测和修复等方面的内容。
并提供了相应的监测和维护工具和设备的使用指南。
船体结构疲劳强度指南的目的是为了帮助船舶设计和维护工程师正确评估和处理船体疲劳破坏问题，确保船舶的安全运行和寿命。
船体疲劳强度评估和控制是船舶设计和维护的关键环节，对于船舶的性能和可靠性具有重要影响。
船舶设计阶段，通过科学的疲劳强度评估和改进措施的设计，可以最大限度地提高船体的疲劳寿命，减少疲劳破坏带来的安全风险和维修成本。
船舶维护阶段，通过定期的疲劳监测和维护，可以及时发现和修复船体的疲劳损伤，防止其进一步发展和扩大，并延长船舶的使用寿命。
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第1节 第2节 第3节 第4节 第5节
概述 ................................................................................................................... 1 定义 ................................................................................................................... 1 S-N 曲线方法 ...................................................................................................2 断裂力学方法 ................................................................................................... 3 结构节点类型 ................................................................................................... 3
第 4 章 疲劳安全系数 .............................................................................................33
第 1 节 一般规定.........................................................................................................33
附录 2 管节点应力集中系数参数公式 ..................................................................62
-I-
第 8 章 疲劳寿命的改善措施 .................................................................................48
第1节................................................................................................................. 48 焊缝外形修整 ................................................................................................. 48 焊趾打磨 ......................................................................................................... 49 惰性气体保护钨极焊（TIG）熔修 ..............................................................50 锤击 ................................................................................................................. 50
第 2 章 基于 S-N 曲线的疲劳分析...........................................................................4
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节
概述 ................................................................................................................... 4 疲劳累积损伤 ................................................................................................... 5 基于名义应力的疲劳分析方法 ....................................................................... 5 基于热点应力的疲劳分析方法 ....................................................................... 7 S-N 曲线 ...........................................................................................................8
第 3 章 应力集中系数和热点应力计算 .................................................................16
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节 第6节
概述 ................................................................................................................. 16 板件结构的应力集中系数 ............................................................................. 16 圆管对接焊缝节点应力集中系数 .................................................................20 船体结构的应力集中系数 ............................................................................. 25 管节点应力集中系数 ..................................................................................... 25 热点应力直接计算 ......................................................................................... 28
第 7 章 基于断裂力学的疲劳分析方法 .................................................................46
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节
概述 ................................................................................................................. 46 裂纹扩展模型 ................................................................................................. 46 裂纹扩展寿命预报 ......................................................................................... 47 基于断裂力学的疲劳评估中可能的失效模式 .............................................47 确定几何函数 ................................................................................................. 47
第 6 章 谱疲劳分析方法 .........................................................................................39
第1节 第2节 第3节 第4节 第5节
一般规定 ......................................................................................................... 39 海洋工程结构物的谱疲劳分析 ..................................................................... 40 低频和波频疲劳损伤的组合方法 .................................................................43 由液货装载和卸载造成的疲劳损伤 .............................................................44 时域分析的疲劳评估方法 ............................................................................. 44
第 5 章 简化疲劳分析方法 .....................................................................................35
第 1 节 一般规定.........................................................................................................35 第 2 节 数学推导.........................................................................................................35 第 3 节 简化疲劳方法在导管架式固定海上设施中的应用 .....................................38