基于監(jiān)測的平臺結構全壽命期疲勞強度衰減規(guī)律研究.pdf

1、疲勞破壞是海洋平臺結構最顯著的失效模式之一，疲勞強度也是平臺結構設計中保障結構安全可靠的關鍵問題。復雜變化的海洋環(huán)境載荷誘導結構內(nèi)應力響應不規(guī)則波動，而結構設計階段常采用統(tǒng)計參數(shù)描述這一疲勞載荷。由于疲勞載荷類型和參數(shù)等不確定因素的影響，按傳統(tǒng)數(shù)值方法進行疲勞壽命預測的結果往往呈現(xiàn)出較大的分散性。近年來，結構監(jiān)測在大型工程結構和基礎設施中有著廣泛的應用，通過傳感器持續(xù)采集結構中實時的力學響應，削弱了結構安全評定過程中載荷固有的不確定性。

2、然而，考察各類的現(xiàn)有實際工程結構上基于結構監(jiān)測的疲勞壽命評估，其傳感器部署方案與安全評定方法之間相輔相成、配合緊密，且均與結構本身的特點密切相關，均不能在海洋平臺結構上直接套用。因此，需要結合海洋平臺自身的承載和所處環(huán)境特點，提出相適應的疲勞損傷監(jiān)測方法，同時制定合理的疲勞壽命評估流程，實現(xiàn)對結構疲勞強度衰減狀況的掌握。
　　本研究基于結構監(jiān)測研究了掌握海洋平臺結構全壽命期中疲勞強度衰減規(guī)律的方法。首先，針對現(xiàn)有疲勞損傷監(jiān)測方法存

3、在的不足，提出一種疲勞損傷監(jiān)測方法，采集局部結構中遠離熱點位置的截面應力分布，并借助有限元分析制定匹配傳感器部署方案的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方法，獲取結構疲勞關鍵位置完整的結構應力應力狀態(tài)；為兩例平臺典型結構設計了詳細的疲勞損傷監(jiān)測方案，經(jīng)有限元分析驗證了方法的有效性和精度，并給出通用的具體實施策略。其次，考慮腐蝕對結構的力學響應和疲勞性能的影響，合理實現(xiàn)基于監(jiān)測的平臺結構全壽命期疲勞損傷時域分析；考慮外界環(huán)境載荷變化和腐蝕因素的影響，建立疲勞累