مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل تنش، کرنش و تخمین عمر خستگی سکوی حفاری نیمه‌شناور امیرکبیر به روش تنش نقطه حاد در شرایط محیطی دریای خزر

نویسندگان
1 استاد دانشگاه خواجه نصیر-
2 کارشناس ارشد
چکیده
تحلیل خستگی یکی از مهمترین بخش‌های طراحی سکوهای فراساحلی است. این تحلیل با توجه به وجود نیروهای متناوب ناشی از امواج، جریانات دریایی، باد و غیره در محیط دریا از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. یکی از متداول‌ترین راه‌ها برای محاسبه عمر خستگی سکوهای دریایی استفاده از روش تنش نقطه حاد می‌باشد. در این روش تنش در پای جوش توسط برون‌یابی از توزیع تنش در مجاورت جوش که توسط روش اجزای محدود یا با استفاده از اندازه‌گیری کرنش بدست آمده است، تخمین زده می‌شود. در این مقاله برای محاسبه عمر خستگی سکوی حفاری نیمه‌شناور امیرکبیر ابتدا با توجه به اطلاعات و ابعاد موجود این سکو مدل‌سازی می‌شود. سپس با توجه به شرایط محیطی دریای خزر نیروهای هیدرودینامیکی وارده بر سکو ناشی از امواج دریا، جریان دریایی و باد محاسبه می‌شوند. در ادامه نیروهای هیدرودینامیکی محاسبه شده به سکو منتقل می‌شوند و میدان‌های تنش و کرنش ناشی از این نیروهای هیدرودینامیکی در کل سکو تعیین می‌گردد. با توجه به توزیع تنش و کرنش، محل اتصال ستون و پانتون به عنوان اتصال بحرانی در کل سکو شناسایی و عمر خستگی آن به روش تنش نقطه حاد با استفاده از برون‌یابی خطی و درجه دوم محاسبه می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analysis of Stress, Strain and Estimation of Fatigue Life of Amir Kabir Semi-Submersible Drilling Platform by using Hot Spot Method in Caspian Sea

نویسندگان English

Rahmatollah Ghajar 1
Seyed Mohammad Navid Ghoreishi 2
چکیده English

Offshore platforms are exposed to random cyclic loads imposed on the structure by natural phenomena including waves, sea currents, wind and etc, so fatigue analysis of these structures is one of the most important design steps. Hot spot method is one of the most common techniques for evaluating of the fatigue life of offshore platforms. In this approach, the stress adjacent to the weld is estimated by extrapolation from the stress distribution approaching the weld, as obtained by finite element method or perhaps from strain measurements on the surface. In order to calculate the fatigue life of Amir Kabir semi-submersible drilling platform, first a model of platform is created. Then according to the environmental conditions of the Caspian sea, hydrodynamic forces exerted on the platform are calculated. The simulated hydrodynamic forces are then applied to the platform structure for calculating the stress and strain fields in the whole structure. It is found that the intersection of column and pontoon is the critical section of the platform and hence the fatigue life of the structure is predicted in terms of conditions of this location.

کلیدواژه‌ها English

Semi-submersible drilling platform
Hydrodynamic loads
Fatigue
Hot spot stress