SHENGINEERING、b1．28No．32006船舶工程总第28卷，2006年第3期张力腿平台拉索的疲劳损伤曾晓辉，沈晓鹏，吴应湘(中国科学院力学研究所工程科学研究部，北京100080)摘要：目前在分析张力腿平台(TLP)疲劳损伤时，通常限定平台只发生小位移，未考虑不利工况下平台发生有限位移的情况．在分析模型中考虑有限大位移后，会引入多种非线性因素，也会使TLP的动力响应明显不同于小位移情况，因此研究TLP有限位移下非线性波浪载荷引起的疲劳损伤十分重要．首先求得随机海浪作用下TLP拉索应力的时间历程曲线，并采用雨流法对其进行计数得到疲劳载荷谱；然后依据Miner累积损伤模型，求得TLP拉索在不利工况下的疲劳损伤；最后对ISSCTLP平台拉索在某海况下进行了疲劳损伤短期计算，并说明TLP拉索疲劳可靠度的计算方法．关键词：海洋工程；张力腿平台；疲劳损伤；短期分析；有限位移；非线性动力响应；波浪载荷中图分类号：P742文献标识码：A文章编号：1000．6982(2006)03—0018-04FatiguedamageofthetetheroftensionlegplatformZENGXiao—hui，SHENXiao-peng，WUY'mg—xiang(DivisionofEngineeringSciences，InstituteofMechanics，CAS，aeijing100080，China)Abstract：MostoftheexistingmethodsforanalyzingfatiguedamageofthetetheroftensionlegptaOCorm(rLP)restrictthedisplacementsofTLPtosmallmagnitude,leavingoutofthecaseofaccountthecaseoffinitedisplacementsinadverseoperationstate．Iffinitedisplacementsareconsideredinthemathematicalmodel,manynonlinearfactorswillbeintroduced．AndthedynamicresponsesofTLParelargelydiferentfromthatofsmalldisplacements．ThenitisimportanttostudythefatiguedamageofthetetherinducedbynonlinearwaveloadsintheconditionthatTLPmoveswithfinitedisplacements．Thestresstimehistoriesofthetetherinrandomwavesarecalculated,andthentherainflowcountingmethodisemployedtoobtainthefatigneloadspectrum．TheMinerlinearcumulativelawmodelisusedtogetthefatiguedamageofthetetherofTLPinadverseoperationstate．Theshort-termanalysisoffatiguedamageoflSSCTLPincertainseastateispermed．Thecalculatemethodforthepredictionofreliabilityofthewtherisshown．Keywords：oceanengineering；tensionlegplaOColmfrLP)：fatiguedamage；short-termanalysis,"finitedisplacements；nonlineardynamicresponse；waveloads0引言张力腿平台(Ⅱ)是一种典型的深海平台，主要由顶部模块、小水线面浮体、系泊系统、基础和立管等五部分组成【1】．在水平面内，它们可以有相对较大幅度的运动；而在铅垂面内则运动较小．这种结构使其动力特性既不同于传统的刚性固定式平台(导管架或重力式平台)，也不同于顺应式的船舶和FPSO，而是介于两者之间．TLP在海浪作用下做不规则运动，其动力响应是一个随机过程．由此在TLP拉索中引起随机的交变应力．在交变应力作用下，拉索中的微小缺陷可能发生疲劳扩展．一旦产生疲劳破坏，平台安全就会受到严重威胁，甚至会使生命财产遭受重大损失．因此，TLP拉索的疲劳损伤是设计中必须考虑的一个关键问题．收稿日期：20064)1—11；修回日期：2006-03—30项目性质：中国科学院知识创新工程(KJCX2-SW-L03)、国家高技术研究发展计划(“十五”863计划海洋资源开发技术主题2004AA617010)资助．作者简介：曾晓辉(1972．)，男，副研究员，主要从事海洋与船舶结构物动力响应、强度、疲劳等方面的研究．一18—维普资讯http://www.cqvip.com目前国内外关于TLP的研究多集中于水动力或动力响应方面，有关疲劳的研究很少．近些年来，TLP的疲劳问题开始引起重视，国外学术界也已经开展了TLP疲劳可靠性的相关研究[2．31．由于对该问题的研究还刚起步，尚有许多问题没搞清，所以在实际工程中，疲劳设计做得很保守，增加了平台成本．决定TLP疲劳可靠度的关键因素是：材料的疲劳强度、载荷谱和疲劳寿命的可靠性评估方法．材料的疲劳强度国内外已经有过许多研究，方法比较成熟，研究结果也可以满足实际需要．因此TLP疲劳可靠性研究的重点在后...
