fpso上火炬塔疲劳寿命及管节点强度研究

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1、FPSO上火炬塔疲劳寿命及管节点强度研究魏行超(材料学)指导教师：陈建民教授郝军高工摘要火炬塔作为浮式生产储卸油轮(FPSO)上特有的结构物，是一种以露天燃烧方式来处理废气的装置，其结构主要由钢质圆管焊接而成。由于结构形式和焊接工艺的影响，在管节点处很容易产生应力集中。此外，火炬塔通常安装在FPSO的甲板上，在波浪力的诱导作用下，会引起船体产生6个自由度方向的运动加速度，船体的这种运动会传给高达几十米的火炬塔，在这种交变惯性载荷作用下，火炬塔焊接管节点处很容易产生疲劳损伤，降低火炬塔的使用寿命。因此，对火炬塔结构在承受交变惯性载荷作用下的疲劳寿命进行分析计算

2、就显得尤为重要。本论文在仔细研究了国内外火炬塔疲劳计算现状的基础上，首先运用MOSES软件完成了对波浪诱导船体运动的长期预报，克服了SACS软件无法预报船体运动的弱点；随后应用SACS软件中的疲劳计算模块，对国内浮式生产储油轮上火炬塔的疲劳寿命进行了分析。结果表明：火炬塔的低层结构最容易产生疲劳破坏，特别是在焊接管节点处；该火炬塔管节点处的疲劳寿命较长，能够满足使用要求。并在此基础上，运用ANSYS有限元软件对危险管节点进行结构优化，降低了管节点处的应力，增加了管节点的疲劳寿命。三个软件在该项目中的成功应用，不仅为火炬塔的设计提供了一种新方法，而且也为进一步

3、研究拖航条件下的结构物疲劳寿命估计、管节点结构的优化选型方面提供了新思路。关键词：FPSO，火炬塔，疲劳寿命，管节点，有限元StudyonFatigueLifeandTubeJointsStrength0fFlareToweronFPS0WeiXing-chao(MaterialScience)DirectedbyProfessorChenJian-min，HaoJunAbstractTheflaretowerastheuniquestructureofFPSO(FloatingProductionStorageandOffioading)isusedtob

4、urningwastegasbytheopen—airway；itismainlymadeupofpipesbywelding．Theeffectsofstructuralstyleandtheweldingcrafttoflaretowercausestressconcentrationattheconnectionsiteofpipes．Inaddition，theflaretowerusuallyinstallsonthedeckofFPSO，thewaveloadcallcausethehullmovingonthedirectionofsixfre

5、edoms，andtheservicelifeofflaretowerisreducedbythefatiguedamageattheplaceoftubejointsunderthiskindofalternationinertiaload．Therefore，itisveryimportantforthefatiguelifeanalysisoftheflaretowerwithstandingaltemationinertiaload．Baseonthefatiguelifestudyabouttheflaretowerhomeandabroad，th

6、ispaperutilizingtheMOSESsofb,varecompletesthehullmovementlong-termforecast，andovercomingtheweaknessofSACSsoftwarecan’tforecastthehullmovement；thenthefatiguelifeanalysisofflaretoweronFPSObyusingfatiguecomputationmoduleofSACSsoftwareisfulfilledsuccessfully．Theresultsshow,thelowerlaye

7、rsstructureoftheflaretowerproducesthefatiguedestroyeasily,especiallytheweldingjoints．Thefatiguelifeofthisflaretowerintubejointsisrelativelylong；thestructurecanmeettheusing．Andonthisbasis，thestructureoffatiguetubejointsisoptimizedbyANSYSfiniteelement独创性声明本人声明所里交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及

8、取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢