Nghiên cứu đánh giá tuổi thọ mỏi của nhịp treo đường ống biển áp dụng vào thực tế việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Vũ Văn Duy NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TUỔI THỌ MỎI CỦA NHỊP TREO ĐƯỜNG ỐNG BIỂN, ÁP DỤNG VÀO THỰC TẾ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Ngành: Kỹ Thuật Cơng trình biển Mã số: 60.58.02.03 Cán hướng dẫn: PGS.TS Phạm Hiền Hậu Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình khoa học riêng tơi, tơi thực Các kết quả, số liệu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Học viên Vũ Văn Duy LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới: - Cô giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Hiền Hậu, người tận tình dìu dắt, giúp đỡ, cổ vũ, động viên hướng dẫn tơi hồn thành luận văn - Tập thể cán giảng dạy Trường Đại học Xây dựng, đặc biệt giảng viên Khoa Xây dựng Cơng trình biển Dầu khí – Trường Đại học Xây dựng, truyền đạt kiến thức q báu cho tơi q trình học tập làm luận văn - Khoa sau Đại học – Trường Đại học xây dựng giúp đỡ thủ tục cần thiết để tơi hồn thành luận văn Cuối cùng, xin chân thành cám ơn gia đình, người thân bạn bè, người động viên, giúp đỡ sống, học tập công tác Hà Nội, tháng 01 năm 2018 Học viên Vũ Văn Duy MỤC LỤC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix MỞ ĐẦU .1 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐƢỜNG ỐNG BIỂN VÀ HIỆN TƢỢNG HÌNH THÀNH NHỊP TREO 1.1 Tổng quan đƣờng ống biển .3 1.2 Giới thiệu hệ thống đƣờng ống biển Việt Nam .7 1.3 Hiện tƣợng mỏi nhịp treo đƣờng ống biển .10 1.3.1 Hiện tượng xuất nhịp treo .10 1.3.2 Hiện tượng mỏi đường ống biển .12 CHƢƠNG CƠ SỞ PHƢƠNG PHÁP LUẬN PHÂN TÍCH MỎI ĐƢỜNG ỐNG 15 2.1 Các toán mỏi nhịp treo .15 2.2 Lý thuyết tổn thƣơng tích lũy Palmgren – Miner 17 2.3 Phƣơng pháp phân tích mỏi tiền định 20 2.4 Phân tích mỏi phƣơng pháp phổ .22 2.4.1 Trường hợp phổ ứng suất dải hẹp 24 2.4.2 Trường hợp hàm mật độ phổ ứng suất dạng dải rộng 28 2.5 Phân tích mỏi theo tiêu chuẩn DnV 29 2.5.1 Các tiêu phân tích mỏi 29 2.5.2 Các hệ số an toàn 36 2.5.3 Mơ hình phản ứng 37 2.5.4 Mơ hình lực tác dụng 44 2.6 Các số liệu đầu vào phục vụ tính mỏi đƣờng ống biển 51 2.6.1 Hệ thống hóa loại vật liệu làm đường ống biển 51 2.6.2 Đường cong mỏi S-N cho vật liệu làm đường ống biển 55 2.6.3 Hình học liên kết .61 2.6.4 Điều kiện môi trường 70 CHƢƠNG XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH TÍNH MỎI TRÊN MATHCAD VÀ ỨNG DỤNG TÍNH MỎI NHỊP TREO CHO ĐƢỜNG ỐNG BIỂN VIỆT NAM 91 3.1 Giới thiệu phần mềm mathcad .91 3.2 Chƣơng trình tính chiều dài nhịp treo cho phép theo mỏi sơ 91 3.3 Chƣơng trình tốn mỏi chi tiết .92 3.4 Ứng dụng tính mỏi nhịp treo cho đƣờng ống biển Việt Nam 93 3.4.1 Giới thiệu tuyến ống PL-BD1 93 3.4.2 Số liệu đầu vào 94 3.4.3 Kết điều kiện không cần kiểm tra mỏi 94 3.4.4 Kết tính mỏi chi tiết .96 KẾT LUẬN 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO 100 i KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ak Tham số đếm hạt mưa A IL Ứng suất biên độ đơn vị theo hướng nội dòng (In-line) A CF Ứng suất biên độ đơn vị theo hướng vng góc với dòng (Cross-flow) A y.D Tỷ số chuyển vị lớn so với D theo hướng dòng b Hằng số tuyến tính bk Parameter for rain-flow couting factor Ca Hệ số nước kèm CD Hệ số cản CM Hệ số qn tính CL Hệ số độ cứng hơng đất CV Hệ số độ cứng vng góc đất d Độ sâu nước D Tổng đường kính ngồi ống Dfat.CF Tổn thất mỏi dao động dịng xốy hướng vng góc với dịng Dfat.IL Tổn thất mỏi dao động dịng xốy hướng nội dịng DFM Tổn thất mỏi sóng Ds Đường kính ngồi thép ống E Mô đun đàn hồi EI Độ cứng uốn e Khoảng cách ống đáy biển ii fn.IL Tần số riêng thứ n nhịp hẫng theo hướng in-line fn.CF Tần số riêng thứ n nhịp hẫng theo hướng cross-flow fv Tần số dao động trội fweibull Hàm phân phối g Gia tốc trọng trường gD Số hạng lực cản gI Số hạng lực quán tính Heff Lực kéo tương đương Hs Chiều cao sóng đáng kể I Mơmen qn tính Ic Mật độ chảy rối 30 phút k Độ nhám bê tông kc Hệ số thực nghiệm kể đến biến dạng/trượt lớp bê tông KL Độ cứng động đất theo phương ngang KV Độ cứng động đất theo phương đứng KC Số Keulegan Carpenter KS Tham số độ ổn định Leff Chiều dài nhịp tương đương me Khối lượng hiệu dụng đơn vị chiều dài M uu Mơmen phổ sóng Nsw Số chu trình ứng suất đường cong ứng suất S-N thay đổi độ dốc iii Pcr Lực nén tới hạn Euler's RD Hệ số rút gọn hướng lan truyền sóng Rk Hệ số rút gọn cản Rk Hệ số rút gọn cản S Biên độ ứng suất Ssw Ứng suất điểm giao hai đường cong S-N Seff Lực dọc trục tương đương S Mật độ phổ sóng Sss Phổ ứng suất Suu Phổ vận tốc sóng St Số Strouhal t Chiều dày thành ống Tp Chu kỳ đỉnh sóng Tu Chu kỳ cắt khơng Uc Vận tốc dòng chảy tác dụng lên đường ống Uw Vận tốc sóng tác dụng lên đường ống VR Vận tốc rút gọn z0 Độ nhám đáy biển zr Chiều cao tham chiếu Phillips Hằng số Phillips e Hệ số giãn nở nhiệt iv  Tham số hình dáng Weibull  Độ võng đường ống  Độ rộng phổ  Hàm Gamma  peak Hệ số tăng đỉnh cho phổ JONSWAP s Hệ số an toàn biên độ ứng suất  CF Hệ số an toàn cho tiêu chuẩn kiểm tra mỏi ban đầu theo hướng cross-flow  IL Hệ số an toàn cho tiêu chuẩ n kiể m tra mỏi ban đầu theo hướng in-line k Hệ số an toàn cho tham số độ ổn định  on.IL Hệ số an toàn cho giá trị ban đầu vận tốc rút gọn theo hướng in-line  on.CF Hệ số an toàn cho giá trị ban đầu vận tốc rút gọn theo hướng cross-flow  RFC Hệ số đếm dịng mưa 1 Hệ số hình dáng  max Hệ số ứng suất tương đương  Hệ số nở ngang Poisson's thép  soil Hệ số Poisson's đất  Hàm phân phối tích lũy  Hàm phân phối k CM Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số nước kèm độ nhám ống trench CM Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số nước kèm ảnh hưởng đường ống hào CM proxi Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số nước kèm ảnh hưởng vùng lân cận v KC  CD trench CD Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số cản ảnh hưởng đường ống hào CM Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số nước kèm ảnh hưởng vùng lân cận CD Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số cản số KC hệ số vận tốc dòng chảy proxi KC  Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số cản số KC hệ số vận tốc dòng chảy trench CD CD VIV Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số cản ảnh hưởng đường ống hào Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số cản dao động dịng xốy theo hướng crossflow CD proxi Hệ số hiệu chỉnh cho hệ số cản ảnh hưởng vùng lân cận proxi.onset Hệ số hiệu chỉnh cho dao động dịng xốy ban đầu theo hướng cross-flow ảnh hưởng vùng lân cận trench.onset Hệ số hiệu chỉnh cho dao động dịng xốy ban đầu theo hướng cross-flow ảnh hưởng ống hào  .IL Hệ số hiệu chỉnh cho dao động ban đầu theo hướng in-line sóng  Mật độ khối lượng nước  Ứng suất s Ứng suất đất tương đương rel Góc tương quan dòng chảy hướng đường ống T Hệ số cản tổng cộng mơ hình soil Hệ số cản ma sát đất str Hệ số cản kết cấu h Hệ số cản thủy động 73 Hydrodynamic coefficients.xmcd CÁC HỆ SỐ ĐỘNG LỰC HỌC MÔI TRƯỜNG Hệ thống đơn vị sử dụng bảng tính: SI [1] DnV-RP-F105, Free spanning pipelines, February 2006 Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Cross-Flow VIV response model.xmcd(R) Hệ số cản: Xem mục 5.4 [1] ( CD k , KC , , e , ) , D , V R := CD0  0.65 if 0.65  k D 29  13 -4 < 10 + 13  log k  k -4 -2 if 10   10   D  D  1.05 otherwise KC  if KC > 40    0.85 + 0.15 -  if   < 0.5 ( 0.6 + 0.15) otherwise if  KC  40  0.85 + -  if < 0.5   2 KC     0.6 + KC  otherwise   otherwise    0.85 + 1.2 -  if   lim  < 0.5 ( 0.6 + 1.2 ) otherwise   ,   , KC        lim   0.5   if e < 0.8 proxi   0.9 + D - 1 +  e D   linterp otherwise trench  -  D VIV  + 1.043 ( (  Az.D KC , , e , , D , VR )) 0.65 CD0 KC  proxi trench VIV HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Page: 1/2 74 Hydrodynamic coefficients.xmcd Hệ số quán tính: Xem mục 5.4 [1] CM ( k , KC , , e , , D ) := CM0  f( )  ( 1.6 -  ) if  0.5 0.6 otherwise f ( ) + 5 - f( ) KC +  k k  0.75 - 0.434 log D    proxi  0.8   if e < 0.8  0.84 + - 1 D + 0.5  e D   otherwise trench  -  D CM0 ( CM 300 -1 ( ) k proxi trench ) , 0.787 , 0.922 , 0.50 , , 0.4572 = 3.036 HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Page: 2/2 75 Structural analysis for free spanning pipelines.xmcd PHÂN TÍCH KẾT CẤU ĐƯỜNG ỐNG CÓ NHỊP HẪNG Hệ thống đơn vị sử dụng bảng tính: SI [1] DnV-RP-F105, Free spanning pipelines, February 2006 [2] Cross section properties Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Cross section properties.xmcd(R) [3] Data of free spannings Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\data of free spanning pipelines.xmcd(R) [4] Hydrodynam ics coefficients Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Hydrodynamic coefficients.xmcd(R) Trong phân tíc h kết c ấu, mơ hình đường ống giả định nhịp đơn đáy biển Xem trang 33, mục 6.7.8 [1] C1 := 3.56 C2 := 4.0 C4 := 8.6 C5 := C3 := 0.4 C6 := 24 384 Lực uốn tới hạn Euler's Xem trang 32, mục 6.7.2 [1] Pcr.IL := ( + CSF)  C2   Esteel Isteel LIL Pcr.CF := ( + CSF)  C 2 = 3.577  10 ( N)  Esteel Isteel LCF = 3.585  10 ( N) Khối lượng tương đương: Xem trang 32, mục 6.7.3 [1] ( ) me U w , Tu , U c := Uc  Uw C a  C M  k, , ,e,  D  Tu U w + U c  , D -  mtotal + Ca mdisp HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Page: 1/2 76 Structural analysis for free spanning pipelines.xmcd Tần số dao động riêng sở: Xem trang 32, mục 6.7.2 [1] ( Esteel Isteel ) fn.IL U w , Tu , U c := C 1 + CSF (  ) me U w , Tu , U c  LIL := q  msub 9.807 1 +  Seff   Pcr.IL  = -0.054 -1 Seff   C 6  +  Esteel Isteel ( + CSF) Pcr.CF   q  LCF ( ) fn.CF U w , Tu , U c := C1  + CSF   me( U w , Tu , U c)  LCF  Esteel Isteel  1+ Seff Pcr.IL 2     + C3    D Biên độ ứng suất: Xem mục 6.7.5 [1], hướng In-line Cross-flow AIL := C4  ( + CSF)  ( ) D  D s - t  Esteel ACF := C4  ( + CSF)  ( N  m - 2) = 7.260  10 LIL D  D s - t  Esteel ( ) LCF ( N  m - 2) = 7.275  10 Hệ số trọng lượng hình dáng: Xem trang 28, mục 5.2.7 [1] := 1.3 Hệ số ứng suất tương đương: Xem trang 28, mục 5.2.7 [1] AIL max := D  = 2.031  10 HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 ( N  m - 2) Page: 2/2 77 Fatigue due to Cross-Flow VIV responses.xmcd MỎI DO CÁC DAO ĐỘNG DỊNG XỐY HƯỚNG VNG GĨC VỚI DỊNG CHẢY(CROSS-FLOW VIV) Hệ thống đơn vị sử dụng bảng tính: SI [1] DnV-RP-F105, Free spanning pipelines, February 2006 [2] Cross section and free spanning properties Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\data of free spanning pipelines.xmcd(R) [3] Short-term environm ental conditions Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Definition of environmental functions.xmcd(R) [4] Hydrodynamics coefficients, and VIV responses Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Hydrodynamic coefficients.xmcd(R) Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\In-line VIV response model.xmcd(R) [5] Structural analysis for free spanning pipelines Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Structural analysis for free spanning pipelines.xmcd(R) Các thông số động lực học bản: ( ) Vận tốc giảm : (Xem mục 4.1.5 [1]) V R U w , U c , f.n := Keulegan-Carpenter (Xem mục 4.1.6 [1]) KC U w , Tu := Tỷ số vận tốc: (Xem mục 4.1.7 [1]) ( Uw, Uc) := ( ) U c + U w f.n D U w Tu D Uc U w + Uc Hệ só dao động tắt dần (Xem mục 5.2.9 [1]) ( ) h U w , Tu, U c := ( ( ) ( U w , U c) , e , ( CD  CD k , KC U w , Tu , ( ))) , D , V R U w , U c , fn.CF U w , Tu , U c gD   water D  CD  1.3 2  U w gD ( ) ( ) me U w , Tu , U c  fn.CF U w , Tu , U c  2 Uc   Uw    gc Hệ số tắt dần dao động kết cấu (Xem mục: 6.2.12 [1]) str := 0.005 HV: VŨ VĂN DUY (Đối với đường ống có lớp bọc bê tông) MS: C1511680 Page: 1/3 78 Fatigue due to Cross-Flow VIV responses.xmcd Hệ số tắt dần dao động đất (Xem mục 7.3.1 [1]) Lớp sét cứng  40   0.012   -3      L soil := linterp 100  ,  0.01  , D  = 9.460  10  160   0.008   Tổng hệ số tắt dần m hình (Xem m ục 4.1.8) ( ) ( ) T U w , Tu , U c := h U w , Tu, U c + str + soil Thông số độ ổn định (Xem mục 4.1.8 [1]) ( ) KS U w , Tu , U c := ( ) (   me U w , Tu, U c  T U w , Tu , U c water D ) Mỏi dao động dịng xốy hướng Cross-Flow Hệ số an toàn ứng suất (Xem m ục 2.6.2 [1]) s := 1.30 Miền ứng suất dao động dịng xốy theo hướng vng góc với dịng tổ hợp sóng dịng chảy, xem m ục 4.4.3 [1]) Vì đường cong ứng suất S-N sử dụng đơn vị MPa (Mega Pascal) nên ứng suất cần chuyển đổi: ( ) -6 SCF U w , Tu , U c := 10 ( ( ) ( U w , U c) , e , Rk  Rk( KS(U w , Tu, U c) ) (  Az.D  Az.D KC U w , Tu , ( , D , V R U w , U c , fn.CF U w , Tu , U c )) )  ACF Az.D  Rk s Số chu trình ứng suất: Xem m ục 2.3.3 [7] đường cong loại D Hệ số tập trung ứng suất (SCF), xem mục 2.12 [1] [2] 11.764 m1 := a1 := 10 m2 := a2 := 10 Số chu trình đường cong ứng suất S-N thay đổi độ dốc (Xem m ục 2.4.3 [1]) N sw := 10 15.606 ( ) ( ) log a1 - log Nsw Ứng suất điểm giao hai đường cong S-N (Xem mục 2.4.3 [1]) HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Ssw := 10 m1 = 83.432 Page: 2/3 79 Fatigue due to Cross-Flow VIV responses.xmcd Phân tích mỏi cho trạng thái biển ngắn hạn: 10 Phá hủy m ỏi đơn vị thời gian giây (second) (tim ed by 10 ) : ( ) D fat.CF Hs , Tp , rel , w , w , w := ( Hs , Tp , ) Suu( )  G( D , d , )  S ( )  Tp   Tp   10  2   10   n Muu( n)    Suu( ) d   ( RD Rc  RD rel , ) ( ( ( Uw Tu  RD  2 M uu( )  )  ) ( )) Rc rel (  ) M uu( )    2  M uu( )  t  S U c  SCF U w , Tu , U c  SCF   0.025 ( ) ( ) dfat U c  ( ) ( ) S U c Rc ( )  ( ) m2 if S U c Rc a2 S U c Rc  0.2 m1 otherwise a1 ( ) ( fviv( U c)  fn.CF(U w , Tu, U c) ) fdensity U c  fweibull U c , w , w , w U max  U c  0.1 ,U  rootFweibull U c , w , w , w -    1000 365  c   ( ) U  max  fviv U c  dfat U c  fdensity U c dU c  ( ) ( ) ( ) D fat.CF( 0.15 , 4.245 , 1.32159265358979 , 0.168407135991306 , 2.06559359229785 , ) = 0.000 HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Page: 3/3 80 Fatigue due to In-line VIV responses.xmcd MỎI DO CÁC DAO ĐỘNG DỊNG XỐY HƯỚNG NỘI DỊNG (IN-LINE VIV) - MƠ HÌNH PHẢN ỨNG Hệ thống đơn vị sử dụng bảng tính: SI [1] DnV-RP-F105, Free spanning pipelines, February 2006 [2] Cross section properties and free spanning properties Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\data of free spanning pipelines.xmcd(R) [3] Short-term environm ental conditions Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Definition of environmental functions.xmcd(R) [4] Hydrodynamics coefficients and VIV responses Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Hydrodynamic coefficients.xmcd(R) Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\In-line VIV response model.xmcd(R) [5] Structural analysis for free spanning pipelines Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Structural analysis for free spanning pipelines.xmcd(R) Các thông số động lực học bản: ( ) Vận tốc giảm : (Xem mục 4.1.5 [1]) V R U w , U c , fn := Keulegan-Carpenter (Xem mục 4.1.6 [1]) KC U w , Tu := ( ) ( Uw, Uc) := Tỷ số vận tốc dòng chảy: (Xem mục 4.1.7 [1]) Uc + Uw fn D U w Tu D Uc U w + Uc Hệ số tắt dần dao động (xem mục 5.2.9 [1]) ( ) h U w , Tu, U c := ( ( ) ( U w , U c) , e , CD  CD k , KC U w , Tu , ( ( ))) , D , V R U w , U c , fn.CF U w , Tu , U c gD   water D  CD  1.3   2 min 0.0 ,  U w gD ( ) ( me U w , Tu , U c  fn.CF U w , Tu , U c )  2Uc     1 Uw     gc Hệ số tắt dần dao động kết cấu (xem m ục 6.2.12 [1]) str := 0.005 HV: VŨ VĂN DUY (đối với đường ống bọc bê tông MS: C1511680 Page: 1/3 81 Fatigue due to In-line VIV responses.xmcd Hệ số tắt dần dao động đất (xem mục 7.3.1 [1]) lớp sét mềm  40   0.012   -3      L soil := linterp 100  ,  0.01  , D  = 9.460  10  160   0.008   Tổng hệ số tắt dần dao động m hình (xem mục 4.1.8) ( ) ( ) T U w , Tu , U c := h U w , Tu, U c + str + soil Thông số độ ổn định (xem m ục 4.1.8 [1]) ( ) KS U w , Tu , U c := ( ) (   me U w , Tu, U c  T U w , Tu , U c water D ) Mỏi In-line VIV: Hệ số an toàn cho ứng suất (Xem m ục 2.6.2 [1]) s := 1.3 Miền ứng suất In-line VIV tổ hợp sóng dòng chảy (xem m ục 4.4.3 [1]) ( ) -6 SIL U w , Tu , U c , rel , Ic := 10 ( ( ) IL( ( U w , U c)) ( (  Ay.D  Ay.D KS U w , Tu , U c , rel , Ic , V R U w , U c , fn.IL U w , Tu , U c IL   AIL Ay.D  ) )) IL s Số chu trình ứng suất: Xem m ục 2.3.3 [7] đường cong loại D Hệ số tập trung ứng suất (SCF) xem m ục 2.12 [1] [2] 11.764 m1 := a1 := 10 m2 := a2 := 10 Số chu trình ứng suất đường cong S-N thay đổi độ dốc (xem mục 2.4.3 [1]) N sw := 10 15.606 ( ) ( ) log a1 - log Nsw Ứng suất điểm giao hai đường cong S-N (xem mục 2.4.3 [1]) HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Ssw := 10 m1 = 83.432 Page: 2/3 82 Fatigue due to In-line VIV responses.xmcd Phân tích mỏi cho trạng thái biển ngắn hạn: Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Fatigue due to Cross-Flow VIV responses.xmcd(R) ( ) D fat.IL Hs , Tp , rel , w , w , w := (Hs , Tp , ) Suu( )  G( D , d, )  S  Tp ( )   10  2   M uu( n)     n 10 Tp   2   Suu( ) d ( RD Rc  RD rel , ) ( ( ( Uw Tu  RD   Muu( )   ) ) ( )) Rc rel (  ) Muu( )    2  Muu( )  Ic  0.05 ( ) S Uc  ( ) SIL  SIL U w , Tu , U c , rel , Ic ( SCF  SCF U w , Tu , U c 0.2 SCF AIL   t     SCF   2.5 ACF  0.025    max SIL ,  ( S U c Rc ( ) dfat U c  ) m2 ( if S U c Rc a2 ( S U c Rc ) ) m1 otherwise a1 ( ) fviv(U c)  ) ( ) fdensity U c  fweibull U c , w , w , w ( SIL  SIL U w , Tu , U c , rel , Ic ( SCF  SCF U w , Tu , U c ( ) fn.IL U w , Tu , U c ( ) SCF AIL if SIL >  2.5 ACF  fn.CF U w , Tu , U c U max  ) ) otherwise U c  0.1   rootFweibull U c , w , w , w -   ,U  1000 365  c   ( ) U  max  fviv U c  dfat U c  fdensity U c dU c  ( ) ( ) ( ) - 11 D fat.IL( 0.15 , 4.245 , 1.32159265358979 , 0.168407135991306 , 2.06559359229785 , ) = 7.928  10 HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Page: 3/3 83 Fatigue due to Force Model.xmcd MỎI DO SĨNG - MƠ HÌNH LỰC Hệ thống đơn vị sử dụng bảng tính: SI [1] DnV-RP-F105, Free spanning pipelines, February 2006 [2] Cross section properties and free spanning properties Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\data of free spanning pipelines.xmcd(R) [3] Short-term environm ental conditions Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Definition of environmental functions.xmcd(R) [4] Hydrodynam ics coefficients and VIV responses Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Hydrodynamic coefficients.xmcd(R) [5] Structural analysis for free spanning pipelines Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Structural analysis for free spanning pipelines.xmcd(R) Thông số động lực học bản: ( ) Vận tốc giảm: (Xem m ục 4.1.5 [1]) V R U w , U c , fn := Keulegan-Carpenter (Xem m ục 4.1.6 [1]) KC U w , Tu := Tỷ số vận tốc: (Xem m ục 4.1.7 [1]) ( Uw, Uc) := ( ) Uc + Uw fn D U w Tu D Uc Uw + U c Hệ số tắt dần dao động (Xem mục 5.2.9 [1]) HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 Page: 1/4 84 ( ) ( ( ) (Uw , U c) , e , , Tu , to U cForce := C Fatigue Model.xmcd h U wdue D  CD k , KC U w , Tu , ( ( , D , V R U w , U c , fn.CF U w , Tu, U c ) )) gD   water  D  CD  1.3   2 min 0.0 ,  U w gD ( ) ( ) me U w , Tu , U c  fn.CF U w , Tu , U c  2 Uc    Uw   gc  1  Hệ số tắt dần dao động kết cấu (Xem m ục 6.2.12 [1]) (Đối với đường ống bọc bê tông) str := 0.005 Hệ số tắt dần dao động đất (Xem m ục 7.3.1 [1]) Soft clay  40   0.012   -3     L soil := linterp  100  ,  0.01  , D  = 9.460  10  160   0.008   Tổng hệ số tắt dần mơ hình (Xem mục 4.1.8) ( ) ( ) T U w , Tu , U c := h U w , Tu , U c + str + soil Thông số độ ổn định (Xem m ục 4.1.8 [1]) ( ) KS U w , Tu , U c := ( ) (   m e U w , Tu , U c  T U w , Tu , U c water  D ) Số chu trình ứng suất: Xem mục 2.3.3 [7] đường cong loại D Hệ số tập trung ứng suất (SCF) xem mục 2.12 [1] [2] 11.764 m1 := HV: VŨ VĂN DUY a1 := 10 MS: C1511680 Page: 2/4 85 15.606 m2 := 5due to Force Model.xmcd Fatigue a2 := 10 Số chu trình ứng suất đường cong S-N thay đổi độ dốc (xem mục 2.4.3 [1]) N sw := 10 ( ) ( ) log a1 - log Nsw Ứng suất điểm giao hai đường cong S-N (Xem mục 2.4.3 [1]) Mỏi sóng - mơ hình lực ( ) D FM Hs , Tp , rel , w , w , w := m1 Ssw := 10 = 83.432 s := 1.3 f := 1.15 ( Hs , Tp , ) Suu( )  G( D , d , )  S ( 2   2  10  T 10 T  p p   )   n Muu( n)    Suu( ) d   ( RD  RD rel , ( Uw )   Tu   RD   Muu( )   )  M uu( )   M uu( ) Uw  2U c  b U c  2.11 g   c Uw ( ) ( ) gD U c   ( ( ) gI U c   ( ) (Uw , U c) , e , , D , V R U w , Tu , fn.CF U w , Tu , U c ( ) ( U w , U c) , e , ,D CD  CD k , KC U w , Tu , ( ( )) )  water D  CD ( CM  C M k , KC U w , Tu , )  water  D  CM (Uc)  T( Uw, Tu, U c) ( ) n Uc  HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 2 f ( )  fn.IL U w , Tu , U c Page: 3/4 86 Fatigue due to Force Model.xmcd ( ) Sss U c , 2  RD   b ( U c)  gD (U c) +  2 2 ( )   Suu(  gI U c max )  me U w , Tu , U c   n U c  (  Mss U c , n     ( n ) (  Sss U c , )2 ( )2 - 2   ( ( ) ( ) ) 2 + 2 Uc  n Uc  )d s Uc  ( ) M ss U c , ( ) fv U c  (U c)  ( ( ) Mss(U c , ) Mss(U c , )  2 1- )2 Mss(U c , ) Mss(U c , ) ( M ss U c , ) RFC U c , m  a  0.926 - 0.033m b  1.587 m - 2.323 ( a + 1-a ( ) S Uc  ( ) 2 2 s Uc  s  SCF  ( ) ( b 0.15  m  S  2  m  S  2  RFC( U c , m2 ) fv( U c)  sw  sw   G2 + ,  11 + ,  S U   +  - m2 S( U c)    ( c)      a2  S( U c) ) ( ) G RFC U c , m1  fv U c ( ) a1  S U c U max  t    0.025  10 D FM U c  )  ( - ( U c) ) - m1 U c  0.1   rootFweibull U c , w , w , w -  ,U  1000 365  c   ( ) U  max  D FM U c dU c  ( ) t1 := time( ) t2 := time( ) HV: VŨ VĂN DUY t2 - t = 5.426 MS: C1511680 D FM ( 0.15 , 4.245 , 1.32159265358979 , 0.168407135991306 , 2.06559359229785 , ) = 0.000 Page: 4/4 87 Generation.xmcd TỔNG HỢP KẾT QUẢ TÍNH MỎI Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Fatigue due to Cross-Flow VIV responses.xmcd(R) Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Fatigue due to In-line VIV responses.xmcd(R) Reference:E:\STUDY\Master Thesis\Calculation by mathacad\detailed analysis\Fatigue due to Force Model.xmcd(R) sea_states := N sea_states := rows( sea_states) = 696.000 sea-states.xls i := N sea_states - j := D fat.gen i,j := ( Hs Tp rel )  ( sea_statesi , sea_statesi , ( w w w )  ( sea_statesi , sea_statesi , D fat.CF( Hs , Tp , rel , w , w , w) if j = D fat.IL( Hs , Tp , rel , w , w , w) if j = D FM( Hs , Tp , rel , w , w , w) otherwise t1 := time( ) = 1.513  10 ) sea_states ) i,5 sea_states i,2 Fatigue Output.xls D fat.gen = D fat.gen t2 := time( ) = t1 := HV: VŨ VĂN DUY MS: C1511680 t2 - t1 60 = Page: 1/1 ... cứu đánh giá tuổi thọ mỏi nhịp treo đường ống biển, xây dựng chương trình tính tốn mathcad áp dụng vào thực tế Việt Nam NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu đánh giá tuổi thọ mỏi đường ống biển Xây... treo đường ống biển, áp dụng vào thực tế Việt Nam? ?? sâu vào nghiên cứu tuổi thọ mỏi nhịp treo đồng thời xây dựng chương trình tính tuổi thọ mỏi phần mềm mathcad MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu đánh. .. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: - - - Đối tượng: Nhịp treo đường ống biển Phạm vi: Nghiên cứu phương pháp luận toán mỏi kết cấu đường ống có nhịp treo áp dụng thực tế vào Việt Nam (Cụ thể đường ống PL-BD1)