[发明专利]一种寒区海洋平台剩余寿命评估方法

摘要

本发明属于海洋平台设计技术，具体涉及一种寒区海洋平台剩余寿命评估方法。该方法在计算海洋平台的剩余寿命时，考虑了已经服役年限内的累积疲劳损伤，考虑了短期环境荷载引起的疲劳损伤对剩余疲劳寿命的影响，同时，考虑了极端环境荷载引起的疲劳损伤对剩余疲劳寿命的影响。本发明更符合海洋平台实际的疲劳损伤累积本质，更符合公知的Miner’s线性损伤累积准则，更符合当前的环境荷载变化趋势和特点，比现有方法更科学、更合理，剩余寿命的分析结果更准确可靠。

主权项

1.一种寒区海洋平台剩余寿命评估方法，包括：基于海洋平台服役海域的波浪散斑图、相应的S-N曲线和海洋平台结构的现状计算长期环境荷载的疲劳损伤率单位为1/年，其中，n1_i为长期环境荷载作用下第i个应力幅值每年的应力循环次数，N1_i为该应力幅值作用下发生疲劳破坏所需的应力循环次数，S1为每年长期环境荷载作用下不同应力幅值的个数；基于海洋平台服役海域的冰参数、相应的S-N曲线和海洋平台结构的现状计算短期环境荷载的疲劳损伤率单位为1/次，其中，n2_i为短期环境荷载作用下第i个应力幅值每次的应力循环次数，N2_i为该应力幅值作用下发生疲劳破坏所需的应力循环次数，S2为每次短期环境荷载作用下不同应力幅值的个数；基于海洋平台服役海域的极端环境荷载、相应的S-N曲线和海洋平台结构的现状计算极端环境荷载的疲劳损伤率单位为1/次，其中，n3_i为极端环境荷载作用下第i个应力幅值每次的应力循环次数，N3_i为该应力幅值作用下发生疲劳破坏所需的应力循环次数，S3为每次极端环境荷载作用下不同应力幅值的个数；基于海洋平台服役海域的波浪散斑图、相应的S-N曲线和海洋平台结构的设计状态计算已服役年限内长期环境荷载的疲劳损伤率单位为1/年，其中，n4_i为已服役年限内长期环境荷载作用下第i个应力幅值每年的应力循环次数，N4_i为该应力幅值作用下发生疲劳破坏所需的应力循环次数，S4为每年长期环境荷载作用下不同应力幅值的个数；基于海洋平台服役海域的冰参数、相应的S-N曲线和海洋平台结构的设计状态计算已服役年限内短期环境荷载的疲劳损伤率单位为1/次，其中，n5_i为已服役年限内短期环境荷载作用下第i个应力幅值每次的应力循环次数，N5_i为该应力幅值作用下发生疲劳破坏所需的应力循环次数，S5为每次短期环境荷载作用下不同应力幅值的个数；基于海洋平台服役海域的极端环境荷载、相应的S-N曲线和海洋平台结构的设计状态计算已服役年限内极端环境荷载的疲劳损伤率单位为1/次，其中，n6_i为已服役年限内极端环境荷载作用下第i个应力幅值每次的应力循环次数，N6_i为该应力幅值作用下发生疲劳破坏所需的应力循环次数，S6为每次极端环境荷载作用下不同应力幅值的个数；基于疲劳设计准则，按如下公式计算剩余寿命：剩余寿命＝(1-D_historywave×f_wave×n_serve-D_historyice×f_ice×n_historyice-D_{historyextreme}×f_extreme×n_{historyextreme}-D_extreme×f_extreme×n_extreme-D_ice×f_ice×n_ice)/D_wave×f_wave上式中，f_wave为长期波浪荷载的设计疲劳安全系数，n_serve为服役年限；f_ice为冰荷载的设计疲劳安全系数，n_historyice为已服役年限内的冰荷载发生次数；f_extreme为极端波浪荷载的设计疲劳安全系数，n_{historyextreme}为已服役年限内的极端波浪荷载发生次数，n_extreme为剩余服役期内预测的极端波浪荷载发生次数；n_ice为剩余服役期内预测的冰荷载发生次数。