深海悬链线立管涡激疲劳损伤研究

讨论海洋平台钢质悬链线式立管SCR(Steel Catenary Riser)的涡激疲劳损伤问题。对于悬链线立管外的流体,给出涡脱落频率和升力对立管作用的计算方法。悬链线立管采用索结构模型,进行动力学分析并利用模态叠加法对其进行动力响应分析。根据Palmgren-Miner线性累积损伤准则并结合S-N曲线,分析在不同流速下立管的涡激疲劳损伤。以工程中实际使用的1 500 m Spar海洋平台悬链线立管为例,对立管的涡激疲劳损伤进行了预报。并通过立管的参数研究,分别就立管外不同来流速度、立管壁厚、内部流体密度和柔性接头刚度对其疲劳损伤的影响进行了分析,得到了一些有意义的研究结果。     

大型LNG船典型节点疲劳寿命谱分析评估

基于S-N曲线和Miner线性累计损伤理论,采用谱分析方法对16万立方薄膜型LNG船典型节点的疲劳寿命进行了评估。建立全船结构有限元分析模型及典型装载工况下的水动力计算模型,给出不同浪向角及波浪频率下典型节点的热点应力传递函数及分布带宽系数,采用北大西洋波浪散布图,得到各典型节点的疲劳寿命结果,并对各节点的疲劳寿命进行评估和分析。分析结果可为同类LNG船的开发设计提供参考依据。     

钻杆扭矩扭应力动态分析

介绍了钻杆回转时扭应力的采集、处理与分析方法,认为扭矩频率是疲劳折断钻杆的主要因素.这种频率的变化与孔深有关.建议钻机的转速应避开钻机固有的扭距频率.     

软钢耗能器可靠度的分析方法

本文以低周疲劳破坏作为软钢耗能器的破坏模式,建立了弹塑性滞回变形幅值和滞回循环次数的概率分析方法。在此基础上,按照线性累积损伤准则,提出了大震作用下软钢耗能器可靠度的分析方法。最后,通过算例分析证明了上述方法的可行性。     

120kW水平轴潮流能发电机组载荷计算

对海流能发电机组的发展状况进行了简单的介绍,以120 kW机组为例,对水平轴海流能发电机组的载荷计算方法进行了介绍。在对拟试验海域的流速数据进行了分析处理的基础上,通过Bladed软件建立了机组的仿真模型,并对机组可能遇到的设计载荷工况进行了定义并完成了各工况下的载荷计算。对载荷计算结果进行后处理,得到机组的极限载荷和疲劳载荷,用于机组关键零部件的设计、计算和选型。所提到的载荷计算方法有一定的普遍意义,但载荷工况的设计、计算结果的处理尚需要根据长期的机组运行监测数据进行修正和改进。     

Enhanced multi-layer fatigue-analysis approach for unbonded flexible risers

This paper proposes an enhanced approach for evaluating the fatigue life of each metallic layer of unbonded flexible risers. Owing to the complex structure of unbonded flexible risers and the nonlinearity of the system, particularly in the critical touchdown zone, the traditional method is insufficient for accurately evaluating the fatigue life of these risers. The main challenge lies in the transposition from global to local analyses, which is a key stage for the fatigue analysis of flexible pipes owing to their complex structure. The new enhanced approach derives a multi-layer stress-decomposition method to meet this challenge. In this study, a numerical model validated experimentally is used to demonstrate the accuracy of the stress-decomposition method. And a numerical case is studied to validate the proposed approach. The results demonstrate that the multi-layer stress-decomposition method is accurate, and the fatigue lives of the metallic layers predicted by the enhanced multi-layer analysis approach are rational. The proposed fatigue-analysis approach provides a practical and reasonable method for predicting fatigue life in the design of unbonded flexible risers.     

基于嘴唇色度Fisher分类的驾驶疲劳视觉检测

为提高驾驶疲劳检测的准确率和可靠性,利用唇色和肤色的色度分布差异,挑选3个典型颜色特征构建Fisher分类器用于提取唇色区域.采用区域连通算法对二值唇色区域进行滤波处理,运用改进积分投影算法确定嘴唇边界,根据嘴巴开合度及打呵欠频率判断驾驶员是否疲劳.实验结果表明:基于3个颜色特征构建的Fisher分类器在唇色提取效果上明显优于单一颜色特征的提取效果;改进的积分投影算法能提高嘴唇边界定位的精度和速度;基于打呵欠频率的驾驶疲劳检测方法具有更优的检测准确率和可靠性.融合多个典型颜色特征可改善唇色提取的鲁棒性和可靠性,有助于驾驶疲劳检测效果的提高.     

半潜式海洋平台结构的疲劳失效概率计算研究

本文根据Ｍｉｎｅｒ线性累积损伤原理，引入随机变量，客观地分析了半潜式平台结构因疲劳引起损伤的情况，提出了平台结构在设计寿命期间的疲劳可靠性分析方法，通过算例，验证了方法的可靠性，并得出有意义的结论。     

深海顶张紧式立管涡激振动疲劳可靠性研究

以深海顶端张紧式立管为研究对象,基于圆柱体受迫振荡实验数据和能量平衡原理预报立管涡激振动响应及其诱发的疲劳损伤度,各主要参数随机化,应用响应面法建立了涡激振动疲劳安全系数与极限状态方程关系,研究了疲劳安全系数对结构可靠性的影响,并分析了各随机变量的灵敏度。研究结果表明:1)随着疲劳安全系数的增大,结构失效概率逐渐减小,且失效概率的减小幅度随疲劳安全系数的增加而趋缓。疲劳安全系数SF无需超过20。2)增加疲劳安全系数SF可降低疲劳载荷不确定量B、S-N曲线参数A、顶张力、流速、外径和壁厚等立管及环境随机变量对结构涡激振动疲劳损伤可靠性的影响。3)立管各参数中,流速、外径和壁厚均值越大,立管结构安全度越低,顶张力对结构影响相反;各参数的标准差越大,结构可靠度越低。均值灵敏度由大到小依次为顶张力、流速、外径和壁厚,标准差灵敏度由大到小依次为流速、张力、外径和壁厚。4)壁厚对深海顶张紧式立管涡激振动所致疲劳损伤影响很小,可忽略其影响。研究成果可为深海顶张紧式立管涡激振动疲劳安全系数的选取提供参考。