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海上钢结构疲劳强度分析推荐做法.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.51M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    1C5 75.180.10 E 92 备 容 号 竺 14096- 2004 中华人 民共和国石油天然气行 业标准 SY/T 10049-2004 海上钢结构疲劳强度分析推荐作法 Reconunended practice for fatigue strength analysis of offshore steel structures (DNV RP一C203: 2001，IDT) 2004一07-03发布 2004-11-01实施 国家发展和改革委员会 发 布
    SY/T 10049- 2004 目 次 前言 ··········································，··································································…… m DNV前言 ···········································································································…… A' 致 谢 ···················································································，······························…… V 变更 ···········································································································…… Vl 1 引言 ···········，··················································，···············································…… 1 1.1 总则 ········，···································································································…… 1 1.2 标 准的有效性 ·······················，··········································，················...·······.…… 1 1.3 疲 劳分析方法 ··························································...········....... ·.............…… 1 1.4关于省略详细疲劳分析的指南·····························································……““”‘””1 1.5 符 号 ····························································································，·····，·········…… 1 2 基于疲劳试验的疲劳分析 ··········································································，········一 3 2.1 引言 ······。·····································································，············，················…… 3 2.2 需 要考虑的应力 ，·······················································，······.··········......···........… … 3 2.3 S - N 曲线 ····································································，···························…… 4 2.4 非焊接结构平均应力的影响 ······································································……““’‘’‘9 2.5 制造公差的影响 ·····················································，···············.……，··............… … ， 2.6 板件结构的应力集中系数 ·····················································，······················……”’“9 2.7 船舶细部的应力集中系数·································································，···········……““12 2.8 管节点及构件的应力集中系数··········································，·············.......·........…… 12 2.9 方形截面节点的应力集中系数··········································································…… 18 2.10 角焊缝及部分熔透焊缝 ··········································································，···，·…… 18 2.11 螺栓 ········，············································································，·················…… 19 2.12 管线 ···················，··················································································…… 19 2.13 用有限元分析法计算热点应力 ·······································································…… 20 2.14 疲劳的简化分析 ····························································，·················，·..······…… 22 3 基于断裂力学的疲劳分析··················································································…… 26 3. 1 引言 ··········································································································，··… 26 4 通过制造提高疲劳寿命·················································，············...................… … 27 4. 1 总则 ·································································································，·······…… 27 4.2 通过机加工 和打磨进行焊缝外 观处 理·································································…… 27 4.3 打磨 ···，···································································，······。·························…… 28 4.4 钨极惰性气体保 护焊 CTIG)表 面处理 ······························································…… 28 4.5 锤击 ········································································································…… 28 5 延长的疲劳寿命···························································································.·…… 29 6 疲劳寿命预测中的不确定性··································，································，···········…… 29 6.1 总则 ·························································································，·················… … 29 7 参考文献 ···，····················，··············································································…… 30 附 录 A (规范性附录 ) 构造细部 的分类 ·····························································，…… 33 T
    SY/T 10049- 2004 附录 B (规范性附 录) 管节点 的应力集 中系数 ，·····… … 附录C (规范性附录) 板开孔加强处的应力集中系数··… 附录 D (规 范性附录) 注释 ··················-·············… … 一一
    SY/T 10049- 2004 前 言 本标准等同采用挪威船级社 (DNV) 《海上钢结构疲劳强度分析推荐作法》(DNV RP一C203, 2001年10月版，英文版)，作为中华人民共和国石油天然气行业推荐标准。 本标准等同翻译 DNV RP一C203 Fatigue strength analysis of offshore steel structures, October 2001。如对本标准的译文有疑义，以采用本标准的原文为准。 在中华人 民共 和国领海 内，海洋石油 、天然气开发工程设计 、建造和使用中涉及原标准所在 国政 府 或其他主管部 门的法令 、法规和规定 时 ，一律按 中华人 民共和 国政府或 主管部 门颁 布的相 应法令 、 法 规和规定执行 。 本标准 中计量单 位以法定单位 为主，即法定单位在 前 ，英制单 位的相应 数值置 于其后 的括号 内。 为不改变原公式、曲线的形状特征、常数和系数，凡使用英制单位，仍沿用英制单位。 本标准 的附录 A、附录 B、附录 C、附录 D均为规范性 附录。 本标准由海洋石油工程专业标准化委员会提出并归口管理。 本标准起草单位:中油辽河工程有限公司。 水标准卞要R草人，刘丹、仟润卯、李旭志、庞秀英、终光军、裴红、康荣玉、杜凯秋、何廷会。
    SY/T 10049- 2004 DNV 前 言 挪威船 级社 (DNV)是一个 旨在保 护海 上及 岸上 生命 、财产 以及环 境的安 全 的独立 自主机 构 ， 承担有关船舶、海上装置与设备以及世界各地岸上工业的人级、认证以及其质量的检验及咨询服务， 并进行相关 研究。 挪威 船级社的海上 出版物包括 三级文件 : — 海上服务规范 :提供挪威 船级社的人级 、认证 、检验及咨询服务 的原则 和程序 。 — 海 上标准 :提供海洋行业 通用的技术规定 及验 收标准 以及挪威船 级社海上服务 的技术基础 。 一一 推荐作法:提供成熟的技术、可靠的工程实用方法以及更高级别的海上服务规范及海上标准 指南。 挪威船 级社海上出版物所涉 及的领域包括 : a)质量及安全方法 ; b)材料技 术 ; c)结构 ; d)系统 ; e)专用设施 ; f)管线及立 管 ; 9)资产的运营。
    SY门 10049- 2004 致 谢 该推荐作法 的编 写得到了一些海上行业 、研究院所 以及大学 的密切 合作 ，在此对于他们所做 的贡 献深 表感谢 。
    SY/T 10049- 2004 变 更 主要 变更 如下 : 在对 接焊缝 及交叉节点 的应力 集中系数 (SCF)计算 中，轴偏量 可以减去 S-N 曲线 中的固有值 在有焊缝外观处理的情况下，折减热点应力的计算公式为式 ((4.2.3)
    SY/T 10049- 2004 海上钢结构疲劳强度分析推荐作法 引 言 1. 1 总则 本推荐作法 是以疲劳试验 和断裂力学为基础提 出的有关疲 劳分析的建议 。推荐 作法 的适用条件见 下文的 1.2 进行疲劳设计的目的是确保结构具有满足要求的疲劳寿命。通过计算得出的疲劳寿命也是在结构 制造和使用过程中实施有效检验工法的依据。 为 了确保 结构实现预定 的功能 ，应对承受疲劳荷 载的每一个单独构件进行疲 劳评估 ，在适 当的情 况下要进行详细疲劳分析，参见 1.4。应注意的是任何结构单元或构件，每一焊接节点及焊接附件， 或者任何形式 的应力集 中都是潜 在的疲劳裂纹源 ，因而应单独考虑 。 1.2 标准的有效性 本推荐作法适用于大气中屈服强度小于 700 MPa的钢材，海水中有阴极保护或自由腐蚀且屈服 强度不 高于 500 MPa的钢 材。 本 推荐作法还适用于 大气环境中或防护 等级达 到 ASTM A490或 等同标 准中 10.9级 条件 的螺 栓 本 推荐 作法可适用于不 锈钢。 1.3 疲劳分析方 法 疲 劳分析应建立在 5一 N 数据和线性损伤假设基 础上 ，而 S-N 数据是通过对所考虑 的焊接细部 进行疲劳试验得出的。在适当的情况下，疲劳分析也可建立在断裂力学基础上。对于失效后会导致严 重后果的构件，如果基于疲劳试验的疲劳寿命评估不够充分时，应对结构进行更大范围的更精确调查 研究 ，或进行断裂力学分 析。在断裂力学基 础上进行的计算应证 明在在役检 验过程中检测 出裂纹 出现 的时间和失稳断裂之 间的时间间隔是足够 的。 对于可能影响结构疲劳损伤的所有有效应力幅都应予以考虑。通过确定性分析或者谱分析可得出 应力幅的长期分布，参见参考文献 [1]。在确定应力历程时，应对动力效应给予充分的说明。疲劳分 析 可建立在期望 的应力 历程基础上 ，应力 历程可定义为 预期 寿命 内每个应力 幅水平 的预计循环 次数 。 在实际应用中就是确定偏于安全的长期应力幅历程。对疲劳损伤产生重要影响的那部分应力幅历程应 给予足够的评估。相关指南请参见附录D 《注释》。 应说明的是 Weibull分布中的形状参数 h对于计算疲劳损伤具有很大的影响。有关形状参数对疲 劳损伤的影响参见图2. 14一1和图2. 14一2中的设计图表。因此，当按照以 Weibull长期应力幅分布 为前提的闭型解计 算疲 劳损伤时 ，应使 用偏于安全 的形状参数 。 1.4 关于省略详细疲劳分析的指南 按照式 ((2.2.1)确定 的实际细部的最大局部应力 幅小于表 2.3一t(适 用于大气 中)和表2,3一2 (适用于海水中并有阴极保护)中 107次循环所分别对应的疲劳极限，则可省略详细疲劳分析。在设 计疲劳系数大于 1时，还应把此处的容许疲劳极限乘以系数 (DFF)-assn DFF，的定义见 OS一C101 参考文献 [28二。 对详细疲 劳分析的要求 ，也 可根 据图 2.14一1和 图 2.14一2中的疲劳评估 曲线确定 。 1.5 符 号 C D 材料参数 累积疲劳损伤，弦杆直径
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