Nghiên cứu độ bền của kết cấu chân giàn khoan biển cố định bằng thép khi bị tàu đâm va

Nghiên cứu này trình bày các mô phỏng số về đánh giá độ bền sau tai nạn đâm va của kiểu giàn khoan cố định bằng thép với các kịch bản khác nhau. Đầu tiên, phương pháp mô phỏng số được được xây trên phần phần mềm Abaqus.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2021 15 (2V): 79–97 NGHIÊN CỨU ĐỘ BỀN CỦA KẾT CẤU CHÂN GIÀN KHOAN BIỂN CỐ ĐỊNH BẰNG THÉP KHI BỊ TÀU ĐÂM VA Đỗ Quang Thắnga,∗, Lê Xuân Chía , Nguyễn Văn Quâna a Khoa Kỹ thuật Giao thông, Đại học Nha Trang, 02 đường Nguyễn Đình Chiểu, Vĩnh Thọ, Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam Nhận ngày 09/4/2021, Sửa xong 17/5/2021, Chấp nhận đăng 17/5/2021 Tóm tắt Nghiên cứu trình bày mơ số đánh giá độ bền sau tai nạn đâm va kiểu giàn khoan cố định thép với kịch khác Đầu tiên, phương pháp mô số được xây phần phần mềm Abaqus Độ xác tin cậy phương pháp mô số xây dựng đánh giá cách so sánh với kết thí nghiệm 18 mơ hình tác giả Sau xác nhận độ xác độ tin cậy phương pháp số, nghiên cứu khảo sát tham số thực giàn khoan thực tế Cuối cùng, cơng thức dự đốn tượng nứt gãy dựa tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giới hạn cho tốn mơ va chạm xây dựng Độ xác tin cậy cơng thức so sánh với kết thí nghiệm công thức nhà khoa học khác cơng thức đăng kiểm Từ khố: giàn khoan kiểu cố định; tàu hỗ trợ; ứng xử nứt gãy; độ bền tới hạn sau va chạm; mô số STUDIES ON RESIDUAL ULTIMATE STRENGTH OF FIXED STEEL JACKET PLATFORM UNDER SHIP COLLISION Abstract This study aims to present the numerical investigations on the collision strength assessment of fixed steel jacket platforms subjected to the collision of attendant vessels Firstly, the numerical simulations are developed using Abaqus software packages after benchmarking against the experiments of eighteen H-shape tubular members from the authors After validating the accuracy and reliability of the numerical method, the parametric studies were performed on the actual full-scaled fixed steel jacket platform Finally, a new simple critical failure strain for offshore tubular member and ship collision simulations was provided The accuracy and reliability of formulation have been compared with experimental results, existing formulations from other researchers as well as recommendation rules Keywords: fixed-type offshore platforms; supply vessels; residual ultimate strength; numerical simulation https://doi.org/10.31814/stce.nuce2021-15(2V)-07 © 2021 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Đặt vấn đề Để đáp ứng nhu cầu lượng ngày tăng, nhiều giàn khoan khơi kiểu cố định lắp đặt để khoan dầu/khí Các chân giàn khoan kết nối trực tiếp với đáy biển chúng di chuyển trình khai thác Ưu điểm loại giàn khoan có khả tự ổn định tốt môi trường đại dương Đặc biệt, chúng sử dụng phổ biến vùng nước có độ sâu 300 m Trong trình hoạt động, giàn khoan cần hỗ trợ tàu dịch vụ để cung cấp trang thiết bị, lương thực thực phẩm tàu vận chuyển dầu Do đó, va ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: thangdq@ntu.edu.vn (Thắng, Đ Q.) 79 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng chạm chúng điều tránh khỏi Đối với va chạm lớn dẫn đến hậu thảm khốc sụp đổ giàn khoan, ô nhiễm mơi trường, tổn thất tài chí gây nguy hiểm đến tính mạng người, xem Hình [1, 2] (a) Biến dạng nứt gãy chân giàn khoan mũi tàu đâm va (b) Gây cháy nổ giàn khoan Hình Hậu va chạm tàu dịch vụ giàn khoan [1, 2] Mối quan tâm q trình thiết kế vận hành hệ thống kết cấu giàn khoan đảm bảo chúng có đủ độ an tồn trường hợp có cố va chạm Vấn đề đặt để đánh giá độ bền lại giàn khoan sau va chạm Bởi việc sửa chữa vị trí hư hỏng khó khăn đơi khơng thể lý kinh tế yêu cầu kỹ thuật Để đảm bảo an tồn cho cơng trình ngồi khơi đồng thời tránh việc sửa chữa không cần thiết tốn đánh giá nhanh chóng xác hậu ảnh hưởng kết cấu sau xảy va chạm Do đó, việc đánh giá độ bền kết cấu chân giàn khoan sau va chạm có vai trị quan trọng, sở nhà kĩ thuật quản lý đưa định sửa chữa hay không sửa chữa [3, 4] Nghiên cứu ứng xử va chạm kết cấu chân giàn khoan lần trình bày Walker Kwok [5] Trong đó, thí nghiệm thực mơ hình thu nhỏ kết cấu cylinder với va chạm kiểu tải tĩnh (quasi-static denting) Tiếp theo, Walker cs [6] tiếp tục thực thí nghiệm va chạm tĩnh mơ hình thu nhỏ kết cấu cylinder có nẹp gia cường theo phương ngang dọc (ring and stringer stiffener) Gần đây, Ghazijahani cs [7, 8] thực 27 thí nghiệm va chạm tĩnh cylinder khơng có nẹp gia cường sau tất mơ hình đánh giá độ bền tác dụng tải trọng nén dọc trục Có thể thấy hầu hết kết thí nghiệm công bố nghiên cứu va chạm kết cấu chân giàn khoan khơi theo cách tiếp cận gần tĩnh giả sử ứng xử kết cấu tác dụng tải trọng động tốc độ va chạm thấp giống ứng xử tĩnh lực chuyển vị Tuy nhiên, thực tế va chạm xảy ngồi khơi va chạm động Do đó, ảnh hưởng tải trọng động tốc độ biến dạng (strain-rate effect) lực quán tính (inertial force) cần quan tâm dự đoán ứng xử va chạm cách xác Khắc phục hạn chế đó, tác giả cs [9] thực thí nghiệm va chạm động 18 mơ hình chân giàn khoan thu nhỏ Các mơ hình được thí nghiệm với lượng va chạm tăng dần kết cấu bị nứt gãy Các mơ hình liệu quý giá để đánh giá độ xác tin cậy phương pháp mơ số xây dựng Liên quan đến độ bền kết cấu chân giàn khoan có nẹp gia cường sau va chạm, có vài nghiên cứu báo cáo tài liệu mở Harding Onoufriou [10] trình bày thí nghiệm nén dọc trục kết cấu cylinder có nẹp gia cường hình vịng trịn sau va chạm Các biến dạng cục tạo va chạm tĩnh Ronalds cs [11, 12] thực thí 80 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng nghiệm va chạm tĩnh mơ hình 3B1, 3B2, 3B3 3B4 Sau đó, mơ hình kiểm tra độ bền tới hạn tác dụng lực nén dọc trục Mục đích thí nghiệm để đánh giá mức độ ảnh hưởng mức độ va chạm khác tới độ bền tới hạn chân giàn khoan Gần đây, tác giả cs [13–20] thực hàng loạt thí nghiệm va chạm mơ số cho kiểu chân giàn khoan có nẹp gia cường tác trọng khác Trong nghiên cứu đề xuất số cơng thức dự đốn độ bền tới hạn sau tai nạn đâm va kết cấu chân giàn khoan có nẹp gia cường Tuy nhiên, chưa có cơng bố độ bền sau va chạm kết cấu chân giàn khoan cố định khơng có nẹp gia cường Do đó, nghiên cứu bổ sung thêm số kết đánh giá độ bền sau tai nạn đâm va loại kết cấu Ngày nay, phân tích phần tử hữu hạn phi tuyến trở thành công cụ tuyệt vời để đánh giá ứng xử va chạm cố kết cấu lĩnh vực cơng trình biển Nó áp dụng số cơng trình ngồi khơi, bao gồm kết cấu chân giàn khoan Chi tiết số phương pháp mơ số độ bền cịn lại chân giàn khoan sau tai nạn đâm va trình bày tác giả cs [13–21] Với cách đặt vấn đề trên, nghiên cứu khảo sát ứng xử va chạm độ bền tới hạn lại sau va chạm chân giàn khoan cố định tác dụng tải trọng nén dọc trục phương pháp mô số phần mềm ABAQUS Tiếp theo, ảnh hưởng tham số đến độ bền sau va chạm ảnh hưởng thơng số vận tốc đâm va, vị trí đâm va hình dạng mũi tàu đâm va tới độ bền tới hạn giàn khoan nghiên cứu thảo luận chi tiết Cuối cùng, cơng thức dự đốn tượng nứt gãy dựa tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giới hạn cho tốn mơ va chạm xây dựng Giới thiệu mơ hình thí nghiệm Trong phần giới thiệu thí nghiệm 18 mơ hình thu nhỏ kết cấu chân giàn khoan có kiểu nối T-joint thực tác giả cs [9] phịng thí nghiệm va chạm động, Đại học Bảng Thơng số kích thước mơ hình thí nghiệm Trụ Gia cường Mơ hình Lc Dc tc Lb Db tb A1 A2 B2 C3 E3 F1 F2 G1 G2 G3 G4 G5 G6 H1 H2 H3 H4 H5 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 114 4,05 4,05 4,04 4,04 4,05 4,05 4,04 6.02 6,02 6,00 6,05 6,05 6,05 6,07 6,00 6,04 6,07 6,06 1686 1286 1268 886 886 1686 1268 866 866 866 866 866 866 886 886 886 886 886 76,3 76,3 89,1 114,3 89,1 114,3 114,3 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 76,0 90,0 90,0 90,0 90,0 90,0 3,11 3,35 3,56 4,02 2,10 2,00 2,10 1,79 1,80 1,80 1,80 1,79 1,79 2,01 2,09 2,08 2,08 2,03 81 Lc /Dc Dc /tc Lb /Db Db /tb 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 11,40 28,15 28,15 28,22 28,22 28,15 28,15 28,22 18,94 18,94 19,00 18,84 18,84 18,84 18,78 19,00 18,87 18,78 18,81 22,10 16,85 14,23 7,75 9,94 14,75 11,09 11,39 11,39 11,39 11,39 11,39 11,39 9,84 9,84 9,84 9,84 9,84 24,53 22,78 25,03 28,43 42,43 57,15 54,43 42,46 42,22 42,22 42,22 42,46 42,46 44,78 43,06 43,27 43,27 44,33 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Ulsan, Hàn Quốc Thơng số kích thước mơ hình thể Bảng Trong Bảng 1, đại lượng L, D t chiều dài, đường kính độ dày cylinder Các kí hiệu c b thể tương ứng với kích thước trụ gia cường Thông số vật liệu thể Bảng Chi tiết q trình thực thí nghiệm kết thí nghiệm cung cấp tài liệu tham khảo [9] Mục đích sử dụng kết thí nghiệm để xây dựng mơ hình mơ số cách so sánh với kết mô số để đánh giá độ xác tin cậy phương pháp mô số xây dựng Sau dùng mơ hình mơ số mô khảo sát cho độ bền kết cấu giàn khoan ngồi thực tế Bảng Thơng số vật liệu mơ hình Series mơ hình A-series B-series C-series E-series F-series G-series H-series Ứng suất chảy, σY (MPa) Ứng suất tới hạn, σT (MPa) Mô dul đàn hồi, E (GPa) Điểm bắt đầu biến cứng, εHS Biến dạng tới hạn, εT 401,8 442,9 207 0,0252 0,1231 377,4 410,8 207 0,0327 0,1349 360,9 419,2 207 0,0264 0,1443 360,3 413,5 207 0,0279 0,1447 344,7 405,2 207 0,0268 0,1548 319,7 418,7 206 0,0186 0,1723 317,3 391,1 206 0,0245 0,1743 Trước thực thí nghiệm, mơ hình kẻ lưới đo biến dạng ban đầu trình chế tạo gây trình hàn, trình uốn nguội Mục đích để lấy liệu xác tọa độ bề mặt mơ hình, sau mơ hình hóa phần mềm Abaqus Q trình đo biến dạng thực máy Cimcore Tiếp theo, thí nghiệm va chạm động thực máy va chạm Hình Các thơng số điều kiện biên thí nghiệm va chạm thể Bảng Bảng Điều kiện biên vị trí va chạm Mơ hình Tốc độ (m/s) Khối lượng (Kg) Động (J) Vị trí va chạm A1 A2 B2 C3 E3 F1 F2 G1 G2 G3 G4 G5 G6 H1 H2 H3 H4 H5 5,94 6,57 4,86 5,26 5,25 6,86 5,25 5,13 4,93 4,52 3,81 2,17 2,58 2,58 2,77 2,94 2,39 2,38 633 633 460 460 460 633 460 673 673 673 673 673 673 673 673 673 673 673 11167 13662 5433 6364 6339 14894 6339 8856 8179 6875 4885 1585 2240 2240 2582 2909 1922 1906 Cách vị trí mối nối 580 mm Cách vị trí mối nối 250 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm Cách vị trí mối nối 200 mm 82 114 115 116 117 dạng ban đầu trình chế tạo gây q trình hàn, q trình uốn nguội Mục đích để lấy liệu xác tọa độ bề mặt mơ hình, sau mơ hình hóa phần mềm Abaqus Quá trình đo biến dạng thực máy Cimcore Tiếp theo, thí nghiệm va chạm động thực máy va chạm Hình Các Thắng, Q.,nghiệm cs / Tạp Khoa học thể Công nghệ Xây dựng thông số điều kiện biênĐ.thí va chí chạm Bảng 118 119 Hình Setup thí nghiệm va chạm động cho chân giàn khoan 113 Hình Setup thí nghiệm va chạm động cho chân giàn khoan 120 Bảng Điều kiện biên vị trí va chạm Mơ hình Tốc độ Khối lượng Động Vị trí va chạm Thiết lập thơng(m/s) số cho tốn mơ (Kg) (J) 11167phiên Cách vị Quá trí mối nốiva 580 mm mô Mô phỏngA1số 5,94 thực trên633 phần mềm Abaqus 6.14 trình chạm A2 6,57 633 13662 Cách vị trí mối nối 250 mơ đun Dynamic/Explicit, toán độ bền sau va chạm lực mm nén dọc trục B2trên mô4,86 460 5433 Cách vị trí mối nối 200 mm thực dun Static Riks C3 5,26 460 6364 Cách vị trí mối nối 200 mm 3.1 Lựa chọnE3phần tử 5,25 460 6339 Cách vị trí mối nối 200 mm F1 chân giàn 6,86khoan 633 vị bốn trí mối 200 mm Các kết cấu mơ hình hóa 14894 phầnCách tử nútnối (Abaqus S4R) Quy Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 F2 5,25 460 6339 Cách vị trí mối nối 200 mm luật xếp chiều dày thực nguyên tắc Simpson, với năm điểm tích hợp suốt bề G1va chạm5,13 673là vật rắn tuyệt 8856 trí mối dày Trọng vật giả thiết đối (Rigid Cách body).vịSự tiếp nối xúc200 giữamm bề mặt vật và20/s, mơ hình giàn tới khoan bị vaxem đậpHình xácKhi định dụng tùynứt chọn trực 149 trọng từ 10/s, 50/s,chân 70/s,đế100/s 150/s, xem xétcách đếnsửquá trình tiếp phần mềm Abaqus Hệ số ma sát tiếp xúc5giữa hai bền mặt kim loại thiết kế 0,3 150 gãy tiêu chuẩn “shear strain” áp dụng đề xuất đăng kiểm DNV [21] 151 152 HìnhHình Mơ hình phần tửtửcủa chângiàn giànkhoan khoan kiểu T-joint Mơ hình phần củakết kết cấu cấu chân kiểu T-joint 153 với   tr   Y ,tr (1)  tr  E tr Để xác định kích thước lưới tối ưu hàng loạt mô hội tụ thực  tr   Y ,tr kích thước lưới mơ hìnhvới tínhtốn Trong nghiên cứu này, kích thước lưới(2) tối ưu  trthay   Yđổi 154 cách ,tr   HS ,tr   Y ,tr  Y ,tr   tr   HS,tr ,tr  của Y ,tr vùng lân cận Kích thước phần tử chọn cho vùng va vùng va chạm 50% kích HS thước lân cận (lưới kích thước  (lưới   mịn)  Klà(5×5   mm)nvà vùngvới 155 chạm  thơ)   10×10 mm, xem Hình Với (3) tr 156 HS ,tr tr HS ,tr đó: 157  T ,tr n      T ,tr   HS,tr T ,tr HS ,tr 158 K  T ,tr   HS,tr HS ,tr tr 83 (4) (5) Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng lưới phù hợp để xác định xác ứng xử lực – chuyển vị Điều kiện biên vị trí bulong ngàm cứng bậc tự vị trí vịng gia cường cứng nối với hệ thống chân đế máy va chạm 3.2 Định nghĩa tính chất vật liệu Đối với mơ va chạm, thuộc tính vật liệu xác định công thức đề xuất tác giả cộng tài liệu tham khảo [4] Các phương trình xây dựng cách sử dụng kết 7500 mẫu kéo bao gồm tải trọng tĩnh động với loại thép khác như: SS41, AH36, HSLA, HY-80, HY-100, Các giá trị ứng suất chảy, giới hạn bền, biến dạng tới hạn động độ bền kéo giới hạn thể theo giá trị tốc độ biến dạng ε ˙ Cần ý tốn va chạm ứng xử va chạm vật liệu phụ thuộc lớn vào tốc độ biến dạng Trong nghiên cứu này, tốc độ biến dạng thực phạm vi từ 10/s, 20/s, 50/s, 70/s, 100/s tới 150/s, xem Hình Khi xem xét đến trình nứt gãy tiêu chuẩn “shear strain” áp dụng đề xuất đăng kiểm DNV [21] σtr = Eεtr với < εtr ≤ εY,tr σtr = σY,tr + σHS ,tr − σY,tr với εY,tr < εtr ≤ εHS ,tr (2) với εHS ,tr < εtr (3) εtr − εY,tr εHS ,tr − εY,tr σtr = σHS ,tr + K(εtr − εHS ,tr )n (1) đó: σT,tr εT,tr − εHS ,tr σT,tr − σHS ,tr σT,tr − σHS ,tr K= εT,tr − εHS ,tr n n= 0,5 σY D E ε = + 0,3 σY 1000σY  3,325  σY D σT ε = + 0,16 σY σY D εHS D E = + 0,1 εHS S 1000σY  εT D E  = − 0,117  ε 1000σ T 1,73 (4) (5) 0,25 (6) 0,35 1/15  (7)  0,33 ε 2,352 Y σT σY (8) 0,588     (9) σtr , εtr ứng suất thực biến dạng thực; σY,tr , σHS ,tr , σT,tr ứng suất chảy thực, ứng suất thực vị trí bắt đầu biến cứng ứng suất tới hạn thực vật liệu; εHS ,tr , εT,tr biến dạng thực vị trí bắt đầu biến cứng biến dạng tới hạn thực; σT D , σY D ứng suất tới hạn động ứng suất chạy động; εT , εT D biến dạng tới hạn biến dạng tới hạn động; εHS D , εHS S biến dạng động vị trí bắt đầu biến cứng biến dạng tĩnh vị trí bắt đầu biến cứng; εY , ε biến dạng tốc độ biến dạng tương đương 84 167 biến dạng tới hạn động;  HSD ,  HSS biến dạng động vị trí bắt đầu biến cứng biến 168 dạng tĩnh vị trí bắt đầu biến cứng;  Y ,  biến dạng tốc độ biến dạng tương 169 đương Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 900 800 700 Ứng suất thực (MPa) 600 500 400 Quasi-static (0/s) 10/s 300 20/s 50/s 200 70/s 100/s 100 0.00 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 150/s 0.05 0.10 0.15 Biến dạng thực 0.20 0.25 0.30 Hình Hình Đường congcong ứngứng suất-biến thực áp dụng Đường suất-biến dạng dạng thực áp dụng phân tíchphân số tích số 3.3 Setup tốn va chạm Setup toán va chạm thể Hình Vật thể va chạm hình 3.3 Setup bàicho tốnbài va chạm chữSetup V, phần góc bo trịn 10 mm hình, vật thể cho tốn va chạm đượcvới thểbán hiệnkính Hình VậtTrong thể va mơ chạm hình chữva V, chạm phần góc đượcbogiả sửvới rắn10tuyệt từva R3D4 vật trịn bánvật kính mm Trong mơkiểu hình,phần vật thể chạm Do đượcđó giảtồn sử rắnlượng tuyệt kiểu phần từ R3D4 Do tồn lượng va chạm hấp thụ hồn tồn mơ hình va chạm hấp thụ hồn tồn mơ hình chân giàn khoan Trong mơ số, chân giàn khoan Trong mô số, vận tốc va chạm mơ men qn tính gán với vật thể va vận tốc va chạm mơ men qn tính gán với vật thể va chạm điểm chạm điểm tham khảo tham khảo 3.4 mômô số số 3.4.Kết Kếtquả Để Để khảokhảo sát gãynứt trícác mối vị nốitrí kiểu T-joint lượngthì va chạm từ va từ sáttrình nứt trình gãyvịtại mối nối kiểu T-joint lượng tăng lênđược xuất nứt tốc độ va xuất chạm tăng khiva vẫnchạm giữ nguyên chạm từ từ nứt tănggãylên cho đếnTức gãy Tứclên tốc độ khối lượng va chạm Do đó, kết va chạm phân làm hai loại: (1) Chỉ xuất biến dạng tăng(2)lên giữ khối vanối chạm Do so đó,sánh kếtbiến quảdạng va chạm dẻo; Xuất hiệnkhi biếnvẫn dạng dẻonguyên nứt gãy lượng vị trí mối Kết dẻo mô phân làm hai loại: 1Chỉ xuất biến dạng dẻo; 2-Xuất biến dạng dẻo nứt hình B2 mơ thí nghiệm thể Hình Kết hình dạng biến dạng nối kết thíbiến nghiệm gần sai B2 khácgiữa độ vĩnh gãy va vịchạm trí mối Kếtmơquả so sánh dạng dẻonhư củanhau mơ Sự hình mơsâu viễn lớn (d) mô số so sánh với kết thử nghiệm khoảng 8,6% Biến dạng dẻo thí nghiệm thể Hình Kết hình dạng biến dạng cục xảy vị trí va chạm làm mặt cắt ngang trụ phụ (gia cường) bị bẹp xuống va chạm thí nghiệm gần độhình sâu hình oval, kết nàymơ bị võng xuống Biến dạng phátnhư triểnnhau dần vềSự hai sai mốikhác nối Ởcủa này, thể thấy va chạm bởikết cường nơi tiếp trực vĩnhcóviễn lớn nhấthầu (d)hếtcủa môlượng số so hấp sánhthụvới quảgiathử nghiệm xúc khoảng tiếp va chạm Năng lượng hấp thụ trụ nhỏ, xuất mối nối không 8,6% Biến dạng dẻo cục xảy vị trí va chạm làm mặt cắt ngang trụ có chuyển vị xảy phụHình (gia6 so cường) bị bẹpmôxuống oval, cho bị với võng sánh kết phỏngnhư số vàhình thí nghiệm mơ hình F1.này Khác xuống mơ hình Biến trình dạng phát triển hai Ở va thấy hầudạng hết bày phía trên, cácdần mơ hình nàymối năngnối lượng chạmhình đượcnày, tăngcó lênthể gâyrằng biến cho lượng gia trụ Tuybởi nhiên, hiệngia tượng nứt gãy chưa cácvamối nối vacường chạmvàđược hấp thụ cường nơivẫn tiếp xúcxảy trực tiếp chạm Nguyên nhân độ dày gia cường trụ tăng lên Do độ bền vị Năng lượng hấp thụ trụ nhỏ, xuất mối nối khơng trí mối nối tăng lên đáng kể lượng va chạm truyền cho trụ gây biến dạng có chuyển vị kết xảycấu ra.thì nhà thiết kế không mong muốn điều xảy Trong trường hợp xấu cho Về mặt họ mong gia cường hấp thụ phần lớn lượng va chạm đứt gãy vị trí mối nối Khi đó, trụ chân giàn khoan bảo vệ hệ thống kết cấu an toàn Khi lượng va chạm tăng lên mà vị trí mối nối khơng đủ cứng bị nứt gãy Trong trường hợp trụ bảo vệ, hấp thụ phần nhỏ lượng va chạm 85 Hình So sánh kết biến dạng mơ thí nghiệm cho mơ hình B2 Hình so sánh kết mơ số thí nghiệm cho mơ hình F1 Khác với Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 mơ hình trình bày phía trên, mơ hình lượng va chạm tăng lên gây biến dạng giaCơng cường vàdựng trụ Tuy nhiên, Thắng, Đ Q., cho cs /cả Tạp chí Khoa học nghệ Xây tượng nứt gãy chưa xảy mối nối Nguyên nhân độ dày gia cường trụ tăng lên Do độ bền vị trí mối nối tăng lên đáng kể lượng va chạm truyền cho trụ gây biến dạng cho B Về mặt kết cấu nhà thiết - kế khơng mong muốn điều xảy Trong trường hợp xấu họ mong gia cường hấp thụ phần lớn lượng va 194 chạm gãy 5.tạiSovịsánh trí mối nối Khi đó,giữa cácmơtrụ chân giàn khoan bảo 195và đứtHình kết biến dạng thí nghiệm cho mơ hình B2 Hình So sánh kết biến dạng mơ thí nghiệm cho mơ hình B2 vệ sẽkết an tồnmơhơn 196cả hệ thống Hìnhkết socấu sánh số thí nghiệm cho mơ hình F1 Khác với 197 198 199 200 201 202 203 204 205 mơ hình trình bày phía trên, mơ hình lượng va chạm tăng lên gây biến dạng cho gia cường trụ Tuy nhiên, tượng nứt gãy chưa xảy mối nối Nguyên nhân độ dày gia cường trụ tăng lên Do độ bền vị trí mối nối tăng lên đáng kể lượng va chạm truyền cho trụ gây biến dạng cho Về mặt kết cấu nhà thiết kế không mong muốn điều xảy Trong trường hợp xấu họ mong gia cường hấp thụ phần lớn lượng va chạm đứt gãy vị trí mối nối Khi đó, trụ chân giàn khoan bảo vệ hệ thống kết cấu an tồn Hình So sánh biến dạng mơphỏng thí cho nghiệm Hình kết So sánh kết biến dạng mơ thívà nghiệm mơ hìnhcho F-1 mơ hình F-1 Khi lượng va chạm tăng lên mà vị trí mối nối khơng đủ cứng lượng va chạm gây biến dạng cục vị trí xung quanh mối gần đường hàn bị nứtPhần gãy.năng Trong trường hợp trụ bảo vệ, hấp thụ Cần ý vị trí nứt gãy xảy gần đường hàn vị trí mối hàn độ dày kết cấu phần nhỏ vaXây chạm Phần lượng rae-ISSN biến cục p chí Khoa Cơng dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; 2734-9489 tănghọc lên nhờ lượng nghệ bồi đắp vật liệu hàn So sánh kết va mô chạm kết gây thí nghiệm cho dạng mơ E1 G-4 thể Hình Có thể thấy biên dạng vị trí phá hủy nứt gãy tạihình vị trí xung quanh mối gần đường hàn Cần ý vị trí nứt gãy xảy khơng mịn mà có hình cưa Ngun nhân vị trí tập trung ứng xuất cắt lớn gần đường hàn vị trí mối hàn độ dày kết cấu tăng lên nhờ bồi 206 đắp 207 vật Hình liệu hàn So sánh kếtbiến quảdạng mơgiữa kếtvàquả thí nghiệm So sánh kết mơ thí nghiệm cho mơcho hìnhmơ F-1hình E1 208 thể Khihiện lượngHình va chạm vị trí mối biên nối khơng cứngvịthìtrínóphá hủy G-4 tăng Có lên thểmà thấy dạngđủcủa 209 không bị nứt gãy trường hợpcưa trụ bảotại vệ,vịnótríchỉđó hấp ứng nứt gãy mịn Trong mà cócáchình Ngun nhân tậpthụtrung 210 phần nhỏ lượng va chạm Phần lượng va chạm gây biến dạng cục xuất cắt lớn 211 212 213 214 215 216 vị trí xung quanh mối gần đường hàn Cần ý vị trí nứt gãy xảy gần đường hàn vị trí mối hàn độ dày kết cấu tăng lên nhờ bồi đắp vật liệu hàn So sánh kết mơ kết thí nghiệm cho mơ hình E1 G-4 thể Hình Có thể thấy biên dạng vị trí phá hủy nứt gãy khơng mịn mà có hình cưa Ngun nhân vị trí tập trung ứng xuất cắt lớn Hình So sánh kết phákếthủy mơ vànghiệm thí cho nghiệm cho mơ hình E-1 Hình So sánh phá hủy mơ phỏng thí mơ hình E-1 Tổng hợp kết so sánh mơ số kết thí nghiệm thể Bảng Có thể thấy giá trị trung bình sai khác kết mơ thực nghiệm không 5% 86 217 218 Đ Q.,phá cs / Tạpgiữa chí Khoa Cơngvà nghệ dựng cho mơ hình E-1 Hình So sánhThắng, kết hủy mơ học thíXây nghiệm 219 220 HìnhHình So sánh kết phá hủy mô thí nghiệm cho mơ hình G-4 So sánh kết phá hủy mơ thí nghiệm cho mơ hình G-4 221 Tổng hợp kết so sánh mơ số kết thí nghiệm thể 222 Bảng Có thể thấy giá trị trung bình sai khác kết mô cho tất trường hợp Độ biến thiên COV độ lệch chuẩn giá trị trung bình khơng q 8% 223 vàkết thực khơngpháp qmơ %phỏng cho tất trường hợp Độ biến độ Có thể luậnnghiệm phương số xây dựng phát triển thiên COV nghiêngiữa cứu 224 trịcao trung kếtphá ḷn pháp mơ có độlệch chínhchuẩn xác vàvàtingiá cậy Đặcbình biệtkhơng với cácq 8% tốn Có mơ thể hủy phương ngồi việc dự đốn gần xácsốđộđãlớn xây tải trọng vị táctrong dụng nghiên mà cịn cứu có u cầucódựđộđốn gầnxác 225 dựngvàvàchuyển phát triển vàhình tin dạng phá hủy mơ hình Trong nghiên cứu hai vấn đề giải tốt Vì vậy, 226 cậy cao Đặc biệt với tốn mơ phá hủy ngồi việc dự đốn gần sử dụng phương pháp mơ số áp dụng để dự đoán ứng xử va chạm độ bền sau va 227 xác độ lớn tải trọng chuyển vị tác dụng mà cịn có u cầu dự đốn gần chạm cho kết cấu chân giàn khoan cố định thực tế 228 Trong hình Bảng dạng 4,phá mơ Trong cứu cảchạm); hai vấn Db hủy đường kínhhình gianghiên cường (thanh bị va dd đề độ sâuđều biếnđược dạng 229 giải tốt Vì vậy, sử dụng phương pháp mơ số áp dụng để dự lớn sau va chạm; d0 khoảng cách trục trung hòa trước sau va chạm; Xm tỷ số sai khác mô phỏng/thực nghiệm; biến củachạm độ lệchcho chuẩn trung bìnhkhoan Xmcố /độđịnh lệch 230 đoán ứng xử va chạmCOV độ bền thiên sau va kết((giá cấu trị chân giàn chuẩn), x%) 231 thực tế 232 Trong Bảng 4, D kính giasốcường bị va chạm); d d độ sâu Bảng So sánh kết mô với kết (thanh thí nghiệm b đường 233 biến dạng lớn sau va chạm; d khoảng cách trục trung hòa trước sau va Thí nghiệm Mơ Sai khác hình X m D (mm) 234 Môchạm; làb tỷ số sai khác mô phỏng/thực nghiệm; COV biến thiên(MP/TN), độ Xm dd /Db d0 /Db dd /Db d0 /Db 235 lệch chuẩn ((giá trị trung bình X m /độ lệch chuẩn), x %) (1) (2) (3) (4) (3)/(1) (4)/(2) 236 Bảng So sánh kết mô số với kết thí nghiệm A1 76 0,56 1,35 0,59 1,41 1,061 1,048 khác (MP / 1,023 TN), X m Thí nghiệm Mô phỏng1,89 Sai1,001 A2 76 0,57 1,85 0,57 B2 0,35 1,086 0,907 Mơ hình D89 d0,73 d d0,38 / Db d0 0,66 / Db d b (mm) (3)/(1) (4)/(2) / Db d / Db C3 114 0,30 0,24 0,32 0,25 1,070 1,049 (1) (2) (3) (4) E3 89 0,67 0,72 0,71 0,68 1,052 0,933 A1 76 0,56 1,35 0,59 1,41 1,061 1,048 F1 114 0,82 0,90 0,88 0,96 1,071 1,065 F2 A2 11476 0,52 0,51 0,57 0,49 1,107 0,968 0,57 1,85 0,57 1,89 1,001 1,023 G5 B2 7689 0,55 0,38 0,59 0,41 1,071 1,098 0,35 0,73 0,38 0,66 1,086 0,907 G6 76 0,66 0,60 0,71 0,66 1,075 1,085 H1 90 0,55 0,26 0,53 0,28 0,966 1,071 H2 90 0,58 0,31 0,63 0,35 1,093 1,116 10 H3 90 0,62 0,37 0,57 0,40 0,917 1,077 H4 90 0,55 0,26 0,58 0,31 1,057 1,199 H5 90 0,51 0,27 0,55 0,25 1,097 0,929 Giá trị trung bình COV % 1,052 5,12% 87 1,041 7,84% H5 90 0,51 0,27 Giá trị trung bình COV % 0,55 0,25 1,097 1,052 5,12 % 0,929 1,041 7,84 % Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Mô4.phỏng khảo sát ảnh hưởng tham số giàn khoan thực tế Mô khảo sát ảnh hưởng tham số giàn khoan thực tế Trong đề tài này, giàn khoan cố định thực tế hoạt động vịnh Trong đề tài này, giàn khoan cố định thực tế hoạt động vịnh Mexico lựa Mexico lựa chọn để khảo sát Các thông số kích thước giàn khoan thể chọn để khảo sát Các thơng số kích thước giàn khoan thể với biểu đồ màu Hình với đồ màu trêngiàn Hình [23] chiều caom.của khoan tới khoan mặt [22].biểu Tổng chiều cao khoan tính tớiTổng mặt boong 158 Chigiàn tiết kích thướctính giàn thể trongtiết Bảng thước giàn khoan thể Bảng boongđược 158 m Chi kích Hình Giàn khảo [23] Hình 9.khoan Giàn khoan khảo sát sát [22] Bảng Chi tiết kích thước giàn khoan để mơ Bảng Chi kích thướcĐường giàn kính khoan D để (m) mô Độ dày t (m) Tên vị trí kết cấu Chiều dàitiết L (m) H1, H2, H3, H4 9,48 1,0 0,03 Tên vị trí kết cấu Chiều dài L (m) Đường kính D (m) Độ dày t (m) H5, H6, H7, H8 17,74 1,0 0,03 H1, H2, H3, H4 9,48 1,0 0,03 L1, L2,H5, L3,H6, L4H7, H8 20,04 17,74 2,4 1,0 0,06 0,03 0,06 L5, L6, L1, L7,L2, L8L3, L4 22,62 20,04 2,4 2,4 0,06 L6, L7, L8 0,06 RD1, RD4,L5, LD1, LD4 23,26 22,62 1,0 2,4 0,03 RD1, RD4, LD1, LD4 23,26 1,0 0,03 RD5, RD8, 29,49 29,49 1,0 1,0 0,03 RD5,LD5, RD8, LD8 LD5, LD8 0,03 Hình dạng mũi lê tàu chở dầu thể Hình 10 Trong mơ số mũi 11Có nghĩa lượng va chạm hấp thụ hồn lê mơ hình hóa vật rắn tuyệt đối tồn giàn khoan Do đó, khơng có biến dạng hay ứng suất xuất mũi lê Việc giả sử làm đơn giản hóa khối lượng phân tích Mơ hình phần tử điều kiện biên tốn va chạm thiết lập Hình 11 Kích thước lưới tối ưu chọn 200 mm × 200 mm Như tổng số phần tử chia 356718 phần tử Tàu va chạm trường hợp giả sử 5000 tấn, tốc độ va chạm m/s Vị trí va chạm thiết lập vị trí khác chân giàn khoan Bài toán va chạm sử dụng mô đun Dynamic/Explicit Abaqus Đối với mô số đánh giá độ bền sau va chạm, giải thuật Static/Riks áp dụng Thuật toán chuyên dùng để tìm độ bền tới hạn kết cấu Thiết lập mơ hình mơ thể Hình 12 Tồn mơ hình cố định với điều kiện biên ngàm phần cuối bốn trụ 88 số mũi lê mơ hình hóa vật rắn tuyệt đối Có nghĩa lượng được248chiaphỏng 356718 phần tử Tàu va chạm trường hợp giả sử 5000 249 va chạm hấp thụ hoàn toàn giàn khoan Do đó, khơng có biến tấn, 250 tốc độ m/s vamũi chạm thiết lậpsẽởlàmcác trí khác dạngva haychạm ứng suất3 xuấtVị hiệntrí lê Việc giả sử đơnvị giản khối lượng phân tích va chạm sử dụng mơ đun Dynamic/Explicit chân251giànhóakhoan Bài tốn 252 Mơ hình phần tử điều kiện biên toán va chạm thiết lập Hình 11 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 253 Abaqus Kích thước lưới tối ưu chọn 200 mm x 200 mm Như vậy tổng số phần tử 254 255 256 257 258 259 chia 356718 phần tử Tàu va chạm trường hợp giả sử 5000 tấn, tốc độ va chạm m/s Vị trí va chạm thiết lập vị trí khác chân giàn khoan Bài tốn va chạm sử dụng mô đun Dynamic/Explicit Abaqus Hình 10 hình Mơ hình hóa tàu tàu đâm va có lê lê Hình 10 Mơ hóa đâm vamũi cóquả mũi Hình 10 Mơ hình hóa tàu đâm va có mũi lê Mũi tàu đâm va dạng lê Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 Mũi tàu đâm va dạng lê p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 267 gán vào điểm tham khảo (reference point) Điểm khống chế bậc tự 268 để lại phương chịu nén theo trục Y 269 Biến dạng sau va chạm gian khoan bị va chạm vị trí gia cường 270 thể Hình 13 Khi bị tải trọng va chạm làm gia cường bị lõm 271 xuống kéo theo độ võng Độ võng nhận thấy rõ ràng 260 272 so sánh với trục trung hòa trước sau va chạm Cần ý nghiên cứu 261 273 góc va chạm tính theo phương song song vớiđiều mặtkiện nước vị trí va chạm cho Hình Mơphần hình phần tử biên 262 Hình 11 Mơ11 hình tử điều kiện biên 274 tất trường hợp 263 Đối với mô số đánh giá độ bền sau va chạm, giải thuật Static/Riks 264 áp dụng Thuật toán chuyên dùng để tìm độ bền tới hạn kết cấu Thiết lập mơ Tải thượng tầng 265 hình mơ thể Hình 12 Tồn mơ hình cố định với điều 266 kiện biên ngàm phần cuối bốn trụ Tất các phần tử mặt boong Hình 11 Mơ hình phần tử điều kiện biên 12 Đối với mô số đánh giá độ bền sau va chạm, giải thuật Static/Riks áp dụng Thuật toán chuyên dùng để tìm độ bền tới hạn kết cấu Thiết lập mơ hình mơ thể Hình 12 Tồn mơ hình cố định với điều kiện biên ngàm phần cuối bốn trụ Tất các phần tử mặt boong 275 276 277 Hình 12 Thiết lập đầu cho tốn độ bền tới hạn sau va chạm Hình 12 Thiết lập đầu cho toán độ bền tới hạn sau va chạm 12 Tất các phần tử mặt boong gán vào điểm tham khảo (reference point) Điểm khống chế bậc tự để lại phương chịu nén theo trục Y Biến dạng sau va chạm gian khoan bị va chạm vị trí gia cường thể 89 278 279 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 273 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 288 Trong phần này, ảnh hưởng vận tốc va chạm nghiên cứu bằ tănglàm vậnthanh tốc vagia chạm ban bị đầulõm vớixuống 2,0 m/s, 6,0độm/s, 8,0của m/s, 10 m/s Hình 13 Khi bị tải trọng289 va chạm cường và4,0 kéom/s, theo võng Độ võng nhận rõ tàu ràngđâm khiva solàsánh vớitấn trục trướclượng sau 290 Khốithấy lượng 5000 Rõtrung ràng hòa vava chạm tỷ lệ th chạm Cần275chú ý nghiên cứu góc va chạm tính theo phương song song với mặt 291 bình phương vận tốc va chạm v Hơn nữa, tốc độ biến dạng tỉ lệ tuyến Hìnhtất 12.292 Thiết đầu hợp cho toánv.độKhi bềnvận tới hạn chạm tăng dần chuyển vị tăn nước vị276trí va chạm cho cáclập trường vận tốc va chạm tốcsau vavachạm 277 293 đặc biệt chuyển vị tăng với bước nhảy lớn tốc độ va chạm từ m/s trở 294 Hình 15 Nguyên nhân dẫn đến bước nhảy lớn biến dạng gi 295 bị nứt gãy thậm chí tách rời khỏi trụ vị trí mối nối Vì vậy, 296 điểm không tham gia vào độ bền tổng thể kết cấu Sự g 297 bền tới hạn với vận tốc khác so sánh với mơ hình ngun vẹn đ 298 Hình 16 Rõ ràng giảm độ bền tới hạn phụ thuộc lớn vào tố 299 chạm, tốc độ va chạm tăng độ bền tới hạn chân giàn khoan càn 278 300 Trong trường hợp nghiên cứu mức độ giảm độ bền tới hạn lớn nh 279 ghi nhận 90.2khoan % so vớivamơ hình nguyên vẹn Chi tiết mức độ giảm độ HìnhHình 13 13 KếtKết quả301 mômô đâm cường 280 phỏngsốsốkhi giàn giàn khoan bịbịđâm va tạitại gia gia cường 302 hạn tổng hợp Bảng 281 Khi lượng va chạm tăng lên mà vị trí mối nối khơng đủ cứng Khi mà 282 lượng bị nứt va gãy,chạm xem Hình 14tăng [23] lên Trong cácvịtrường hợp trụ bảo vệ, 283 hấp thụ phần nhỏ lượng trí mối nối khơng đủ cứng bị nứt gãy, xemva chạm Phần lượng va chạm 284 gây biến cục vị trí xungtrụ quanh mối nối gần đường hàn Cần ý Hình 14 [22] Trong cácdạng trường hợp 285 bảo rằngvệ, vị trí chỉthụ xảymột gần đường hàn vị trí mối hàn độ dày kết cấu nónứt chỉgãy hấp phần nhỏ 286 tăng lên nhờ bồi đắp vật liệu hàn lượng va chạm Phần lượng va chạm 287 4.1 Ảnh hưởng tốc độ va chạm gây biến dạng cục vị trí xung quanh mối nối gần đường hàn Cần ý vị trí nứt gãy xảy gần đường hàn vị trí mối13 hàn độ dày kết cấu 303 tăng lên nhờ 304 Hình vị vị trí tríthanh thanhgia giacường cường bồi đắp vật liệu hàn Hình14 14 Va Va chạm chạm 200000 4.1 Ảnh hưởng tốc độ va chạm vận tốc va chạm = m/s 180000 vận tốc va chạm = m/s 160000 vận tốc va chạm = m/s 300000 252000 kN 250000 Nguyên vẹn (không bị va chạ vận tốc va chạm = m/s Lực va chạm (kN) Lực nén (kN) Trong phần này, ảnh hưởng vận140000 tốc va chạm cứu cách tăng vận tốc va chạm vận tốc vađược chạm = 8nghiên m/s vận tốc va chạm = m/s 200000 vận tốc va chạm = m/s vận tốc va chạm = 10 m/s 120000m/s, 10 m/s 15 m/s Khối lượng tàu đâm va 5000 ban đầu với 2,0 m/s, 4,0 m/s, 6,0 m/s, 8,0 vận tốc va chạm = m/s vận tốc va chạm = 15 m/s 100000 vận tốc va chạm = 10 m/s Rõ ràng lượng va chạm tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc va chạm v 150000 Hơn nữa, tốc độ biến 80000 vận tốc va chạm = 15 m/s dạng tỉ lệ tuyến tính với vận tốc va chạm v Khi vận tốc va chạm tăng dần 100000 chuyển vị 60000 tăng theo, đặc biệt chuyển vị tăng từ m/s trở đi, xem 40000 với bước nhảy lớn tốc độ va chạm 50000 20000 lớn biến dạng gia cường bị nứt gãy Hình 15 Nguyên nhân dẫn đến bước nhảy 0 500 1000 2000 chí tách rời khỏi trụ vị0 trí mối nối Vì3000 vậy,4000 thời điểm khơng1500 1000 2000 5000 6000 7000 Chuyển vị dọc trục (mm) Chuyển vị vị trí va chạm (mm) 305 tham gia vào độ bền tổng thể kết cấu Sự giảm độ bền tới hạn với vận tốc khác so (a) Đường chuyển Đường congtới lựchạn nénphụ chuyển vị dọ sánh với mơ hình ngun vẹn306 thể cong Hìnhlực 16.–Rõ ràng vịlà sự(b) giảm độ bền 307 Hình 15 Ảnh hưởng tốc độ va chạm tới độ bền chân giàn kho thuộc lớn vào tốc độ va chạm, tốc độ va chạm tăng độ bền tới hạn chân giàn khoan 308 nghiên cứu Bảngnày Tổng hợpđộkết độ môbền với va chạm giảm Trong trường hợp mức giảm tới hạn lớn vận nhấttốc ghi khac chạm sâutới biếnhạn dạng dd (mm) Lực nén tới hạn ( nhận 90,2% so với mơ hình ngun vẹn Vận Chi tốc tiếtvamức độ giảm độĐộbền tổng hợp Bảng Sự phân bố thành phần ứng suất va chạm thể Hình 16 Có thể thấy thành phần ứng suất lớn xuất va chạm trường hợp 14 ứng suất uốn với giá trị 829 MPa Tiếp theo thành phần ứng suất nén dọc trục với giá trị 695,7 MPa Trong thành phần ứng suất cắt chiếm chưa đến 50% hai thành phần với 315,6 MPa Có thể kết luận va chạm ứng xuất uốn thành phần nguy hiểm dẫn đến kết cấu ổn định 90 9 303 303 304 304 200000 200000 180000 180000 Hình 14 Va chạm giadựng cường Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa họctrí Cơng nghệ Xây Hình 14 Vavà chạm vịtại trívị gia cường vận tốc va chạm = m/s vận tốc va chạm = m/s 300000 300000 252000 kN vận tốc va chạm = m/s 252000 kN vận tốc va chạm = m/s 160000 160000 vậnvatốc va chạm = m/s vận tốc chạm = m/s 140000 140000 vậnvatốc va chạm = m/s vận tốc chạm = m/s 250000 250000 Nguyên vẹn (không bị va chạm) Nguyên vẹn (không bị va chạm) vận tốc vận tốc va chạm = va m/schạm = m/s vận tốc vận tốc va chạm = va m/schạm = m/s 200000 vận tốc vận va chạm = 10 m/s tốc va chạm = va m/schạm = m/s vận tốc vatốc chạm = 10 nghệ m/s Tạp học Công Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; vận e-ISSN 2734-9489 120000chí Khoa 120000 vận tốc va chạm = 82734-9489 m/s vận tốc va chạm = m/s Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 vận tốc va chạm = 15 m/s vận tốcTạp va chạm 15 m/s học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 chí= Khoa p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 100000 100000 150000 150000 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; vận tốc chạm =e-ISSN 10 m/s 2734-9489 vận tốc va chạm = 10vam/s 80000 80000 Lực nén (kN) Lực nén (kN) Lực va chạm (kN) Lực va chạm (kN) 200000 vận tốc va chạm = 15vam/s vận tốc chạm = 15 m/s 100000 100000 Intact case (mơ hình ngun vẹn) 252127 Intact case (mơ hình ngun vẹn) 252127 Intact case (mơ hình ngun vẹn) 252127 40000 Intact case (mơ hình ngun vẹn)50000 252127 50000 40000 m/s 194 233451 (-7.41%) 20000 m/s 194 233451 (-7.41%) 20000 m/s 194 233451 (-7.41%) m/s 194 1500 233451 (-7.41%) 0 500 1000 2000 2500 0 500194519 1000 1500 2000 2500 726 (-22.85%) 1000 2000 m/s 3000 4000 5000 6000 7000 Chuyển vị dọc trục (mm) m/s1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 726 194519 (-22.85%) Chuyển vị dọc trục (mm)(-22.85%) (mm) m/s 726 194519 Chuyển vị vị trí va chạm 305 Chuyển vị vị trí va chạm (mm) m/s 726 194519 (-22.85%) 305 306 (a)(a) Đường cong lực chuyển (b) Đường cong lựccong nén vànén chuyển trục (a) Đường cong lực – – chuyển vị vị (b) Đường lực chuyển dọc trục m/s 1505 115960 (-54.0 %)vịvịdọc 306 cong lực –6chuyển (b) Đường cong chuyển 6Đường m/s 115960 (-54.0lực %) nén m/s 1505vị 1505 115960 (-54.0vị%)dọc trục m/s 1505 115960 307 Hình 15 Ảnh hưởng tốc độ va chạm tới độ bền chân giàn khoan (-54.0 %) 307 HìnhHình 15 Ảnh va tới chạm tới bền chân giàn khoan m/s 2471 78678 (-68.79%) 15 Ảnh hưởng hưởng tốc tốc độ vađộ chạm độ bền củađộ chân giàn khoan m/s6 Tổng hợp kết8quả 2471 (-68.79%) m/s mô 78678 (-68.79%) 308 Bảng với các78678 vận2471 tốc va chạm khac m/s 2471 78678 (-68.79%) 308 Bảng Tổng hợp kết mô với vận tốc va chạm khac chạm Tổng hợp kết mô với vậnddtốc va chạm khac 10va m/s 3432 56107 (-77.75%) Vận Bảng tốc Độ sâu biến dạng (mm) Lực nén tới hạn (kN) 10 m/s 3432 56107 (-77.75%) 10 m/s 10 m/s Độ sâu biến dạng 3432 d 3432 56107 56107 (-77.75%) Vận tốc va chạm tới hạn (kN) (-77.75%) d (mm) Lực nén 15 m/s 5890 24703 (-90.2%) Độ sâu biến dạng dd5890 (mm) tới (-90.2%) hạn (kN) 15 Vận m/s tốc va chạm 5890 24703 (-90.2%) Lực nén 15 m/s 15 24703 m/s 5890 24703 (-90.2%) 60000 60000 Intact case (mơ hình ngun vẹn) 252127 309 14 309 309 m/s 194 233451 (−7.41%) 310 phân bốphần thành phần suất va 14 chạm thể hiện16 Hình 16 Có Sự phân bốSự thành ứng suất khiứng vacác chạm thể Hình 310 Sự phân thành phần ứng suất va chạm thể m/s 726 194519 310 Sựbố phân bố thành phần ứng suất va chạmCó thể(−22.85%) hiệnHình 16 HìnhCó16 Có thể thành thấy thành phần ứng suất lớnứng xuất vahiện chạm trường hợptrường hợp thể 311 thấy phần ứng suất lớn xuất va chạm trường hợp 311 thể thấy thành phần suất lớn xuất va chạm m/s thể thấy thành phần ứng suất 1505lớn xuất 115960 (−54.0%) 311 va chạm trường hợp ứngvới suất uốn vớisuất giá uốn trịTiếp 829 MPa Tiếp theo làTiếp thành phần ứng suất nén dọc trục này312 ứngnày suấtlàuốn giá trị 829 MPa theo thành phần ứng suất nén dọc trục 312 ứng với giá trị 829 MPa theo thành phần ứng suất nén m/s 2471 78678 (−68.79%) 312 ứng suất uốn với giá trị 829 MPa Tiếp theo thành phần ứng suấtdọc néntrục dọc trục giá trị 695.7 MPa Trong thành phần ứng suất cắt chiếm chưa đến 50% với 313 giá trị với 695.7 MPa Trong thành phần ứng suất cắt chiếm chưa đến 50% 10 giá m/svới 3432 56107 (−77.75%) 313 với trị 695.7 thành chiếm chưa đến 313 giá trịMPa 695.7Trong MPa Trong phần thànhứng phầnsuất ứngcắt suất cắt chiếm chưa50% đến 50% hai thành phần vớithành 315.6 MPa Cóvới thể kếtkhi ḷn va chạm ứng xuất 15trên m/sMPa 5890 hai 314 thành phần 315.6 Cótrên thể kếttrên luận vathể chạm ứng xuất uốn 314 với hai thành với 315.6 MPa Có kếtkhi luận va24703 chạm thìuốn ứng 314 haiphần phần 315.6 MPa Có thể kết ḷn va(−90.2%) chạm thìxuất ứnguốn xuất uốn 315 phần thành nguy hiểm dẫn đến kết cấu ổn định thành nguy hiểm đến kết cấu ổn định 315phần là315 thànhdẫn phần nguy hiểm dẫn đến kết cấu ổn định thành phần nguy hiểm dẫn đến kết cấu ổn định 316 316 316 317 (a) Ứng 317 suất uốn 317 (b) Ứng suất nén dọc trục (c) Ứng suất cắt (d) Ứng suất von Mises Ứng suất (b)suất Ứng suấtsuất nén (c) Ứng suất cắt (d)suất Ứngvon suất von (a) Ứng suất (b)suất Ứng nén (c) Ứng suất cắtỨng (d) Ứng suất von (a)suất Ứng suất (b) Ứng nén (c)cắt Ứng suất cắt (d)von Ứng (a) Ứng (b)(a) Ứng suất nén (c) (d) Ứng suất Hình 16 Phân bố thành phần ứng suất so sánh với ứng suất von Mises dọc trục Mises uốn dọcuốn trục uốn MisesMises uốn dọc trục dọc trục Mises 318 318 318 Quá trình biến dạng chân giàn khoan tải trọng nén thể 17 319 Hình 16.bố Phân bố thành phần ứng suất sovới sánh với ứngHình suấtMises vonGiai Mises Hình 16 Phân bố16 thành ứng suất socác sánh với ứng suất von Mises 319 Hình 16 Phân thành phần ứng suất so sánh ứng suất von 319 Hình Phân bốphần thành phần ứng suất so sánh với ứng suất von Mises đoạn toàn ứng suất biến dạng trình va chạm chuyển sang toán nén Tiếp theo 320của Quá trình biến dạng chân giàn khoan tảithể trọng nén thểtrong Quá trình biến chân giàn khoan tải trọng nén thể 320 dạng Quá trình biến dạng chân giàn khoan tải trọng nén thể 320 Quá trình biến dạng chân giàn khoan tải trọng nén tải trọng nén tăng dần đến giá trị tới hạn sau đến kết cấu sụp đổ hồn tồn 321 Hình 17 Giai đoạn toàn ứng suất biến dạng trình va chạm Hình Giai đoạn Hình đoạn tồn ứng suấtbộ1vàứng dạng ởbiến q trình vaquá chạm 321 Giai 17.bộ đoạn làbiến toàn bộvàứng suất ởbiến dạng va quáchạm trìnhđược va chạm được 32117 Hình 1Giai tồn suất dạng trình theo giai 17 đoạn 2,322 4.chuyển sang toán nén.theo Tiếptải theo tải nén trọng tăngđến dầngiá đến tớivàhạn chuyển bài322 toán nén theo tải trọng nén tăng đến giá dần trịnén tới hạn chuyển toán nén trọng tăng dần trịgiá tới trị hạn 322 sang chuyển sang bàiTiếp toánsang nén.bài Tiếp theo tảiTiếp trọng néndần tăng đến giávà trị tới hạn 323đổ sau đến kết cấu sụp đổđoạn hồnlần tồn lần lượtgiai theo giai2, đoạn sau 323 đếnsau khiđó kết cấukhi sụp hồn tồn theo giai 3lượt vàđoạn 4.theo 323 sau cấu đến kếtlần cấulượt sụp đổlần hoàn toàn và2,4.3 đến kết sụp đổ hoàn toàn lượt theo2,giai 2, vàđoạn 91 Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 324 324 325 325 HìnhHình 17 17 QuáQuá trìnhtrình biếnbiến dạngdạng của chânchân giàngiàn khoan dướidưới tải trọng nénnén khoan tải trọng 326 326 327 3274.2 4.2 ẢnhẢnh hưởng của vị trívịva hưởng tríchạm va chạm 324 328 328 ẢnhẢnh hưởng của vị trí va khảo sát sát 4tạivị4 trí gồm: - 1vị- trí hưởng vị đâm trí đâm va khảo vị bao trí bao gồm: vị va trí va Hình 17 trình Q trình biến dạng của chân khoan tải trọngtải néntrọng nén 325 Hình 17 Quá biến dạng chângiàn giàn khoan 329 329chạm mối nối,nối, - 2vị-trí hai hai mốimối nối nối củacủa trụ trụ chính, - 3vị- trí chạm mối vị va trí chạm va chạm chính, vị va trí va 326 330 330chạm trụ 4và- vị mối nối nối gầngần điềuđiều kiệnkiện biênbiên phíaphía boong chạm gia trụ cường gia cường -trívịva tríchạm va chạm mối boong 4.2 Ảnh Ảnh hưởng vị trí 327 4.2 hưởng vị va tríchạm va chạm 331 331CácCác đường congcong lực lực – chuyển vị ứng với với các vị trí va khác thể thể hiệnhiện đường – chuyển vị ứng vị đâm trí đâm va khác Ảnh hưởng vịcủa trí đâm va đâm khảo sát tạikhảo vị trísát baotại gồm: -trí vị trí va gồm: chạm 328 Ảnh hưởng vị trí va vị bao mối - vịnối, trí 2va 332 332trong HìnhHình 18 18 Độ Độ sâu sâu của biếnbiến dạng vị chạm số 3sốlà3lớn nhấtnhất trí dạng tạitrí vị- va trítrí vavachạm làgialớn vì4 vị vị trí vị trí va chạm hai mối nối trụ chính, vị chạm trụ cường vị trí 329 chạm mối nối, - vị trí va chạm hai mối nối trụ chính, - vị trívava 333 333kết cấu bịmối nứt gãy rời khỏi liên kết Rõ Rõ ràng mức độlựchư cụcvị cylinder kếttạicấu bịnối nứt vàkiện rờibiên khỏi liên kết làcong mức độ– hại hư hại cục bộvớicủa chạm gầngãy điều phía boong Các ràng đường chuyển ứng cáccylinder vị trí 330 chạm trụ gia cường vị trí va chạm mối nối gần điều kiện biên phía boong đâm va khác thể Hình 18 Độ sâu biến dạng vị trí va chạm số lớn 334 334phụ phụ thuộc nhiều vào vào vị trívịva Độ Độ sâu sâu của biếnbiến dạng vĩnhvĩnh viễnviễn giảm đáng kể kể thuộc nhiều trí đập va đập dạng giảm đáng 331 Các đường cong lực – chuyển vị ứng với vị trí đâm va khác thể vị trí kết cấu bị nứt gãy rời khỏi liên kết Rõ ràng mức độ hư hại cục cylinder 335 335với với từngtừng vị trívịtheo hướng dọcdọc của cylinder Và Và độ sâu biếnbiến dạng giảm dầndần đếnđến vị trí trí theo hướng cylinder độ sâu dạng giảm vị trí phụ thuộc nhiều vào vị sâu trí vacủa đập.biến Độ sâu củatại biến dạng vĩnh viễn số giảm đáng kểvì vớitại vị tríđó 332 Hình 18 Độ dạng vị trí va chạm lớn vị trí 336 336điều kiện biên Sựcylinder giảm độ tớibiến hạn lớngiảm nhấtdần xảy ravịtại vị L/2 (vịSự trígiảm số kiện Sự giảm độ sâu bền tớidạng hạn lớn xảy điều trí vị tríbiên L/2 (vị trí 2) số 2) theođiều hướng dọcbiên Và bền độ đến trí kiện độ với bềnvới 333 kết cấu bị nứt gãy rời khỏi liên kết Rõ ràng mức độ hư hại cục cylinder tới 37.4% hạn lớn xảy ravới vị trí L/2 trí số 2) với 37,4% so hình ngun vẹn Trong 337 33737.4% so sánh mơ hình(vị ngun vẹn Trong khisánh với trường hợp va chạm vàovào so sánh với mơ hình ngun vẹn Trong đómơ trường hợp va chạm 334 phụ thuộc nhiều vào vị trí va đập Độ sâu biến dạng vĩnh viễn giảm đáng trường hợp va chạm vào gia cường (vị trí 3) độ giảm độ bền với 3,7% Như vậy, vị tríkểan cường (vị 3) trí độ 3) giảm độ giảm độ bền 3.7% vị va trí chạm va chạm 338 338thanh gia gia cường (vị trí độ bền chỉ với với 3.7% NhưNhư vậy,vậy, vị trí an va chạm an toàn cho giàn khoan gia cường Q trình biến dạng chân giàn khoan 335339tồn vớitồn vị trí theo hướng cylinder Và độ sâu biến dạng giảm đến vị giàn trí giàn khoan thanh gia cường trình biến dạng chân 339 giàn khoan làdọc gia cường Quá trình biến dạng củadần chân giàn vị trícho va cho chạm khác thể Hình 19 vàQuá 20 336340khoan điều kiện biên Sự giảm độkhác bền tớinhau hạn lớn vị trí L/220 khoan vịva trí va chạm khác thể Hình 19 và(vị20.trí số 2) với 340 vị trí chạm thểnhất hiệnxảy Hình 19 337 37.4% so1-vatạisánh với mơ hình ngun vẹn Trong trường hợp va chạm vào 80000 80000 300000300000 chạm vị nối trí mối nối 1-va chạm vị trítại mối Lực nén (kN) 1-va chạm vị trí mối nối 2-va chạm hai mối nối 3-va chạm trụ gia cường 4-va chạm mối nối gần điều kiện biên phía boong 20000 6000020000 Lực nén (kN) Lực va chạm (kN) Lực va chạm (kN) 40000 8000040000 150000 150000 300000 vị trí gần điều kiện biên phía boong 4-tại vị 4-tại trí mối nốimối gầnnối điều kiện biên phía boong Ngun vẹn (khơng bị va chạm) 100000 100000 250000 1-tại vị trí mối nối 2-tại vị trí hai mối nối 50000 50000 200000 40000 20000 0 500 3-tại vị trí trụ gia cường Lực nén (kN) 341 341 342 342 vẹn (không bị va chạm) NguyênNguyên vẹn (không bị va chạm) 2-vatạichạm chạm haigiữa mốihai nốimối nối gia2-va (vị trí 3) độ giảm độ bền250000 chỉ250000 với 3.7% Như vậy, vị trí va chạm an 3-vatạichạm tạicường trụ gia cường 3-vacường chạm trụ gia vị trí 1-tại vị 1-tại trí mối nốimối nối 4-vatạichạm điều kiện biên phía boong 4-va chạm mối nốimối gần nối điềugần kiện biên phía boong 60000 60000 tồn cho giàn khoan gia cường Quá trình biến dạng chân giàn vị trí 2-tại vị 2-tại trí haigiữa mốihai nốimối nối 200000200000 khoan vị trí va chạm khác thể Hình 20 3-tại trí19 trụ giavà cường 3-tại vị trí trụvịgia cường Lực va chạm (kN) 338 339 340 5001000 10001500 15002000 20002500 25003000 3000 150000 vị chạm (mm) ChuyểnChuyển vị điểm vađiểm chạmva(mm) (a) Đường cong lực – chuyển vị (a) Đường – chuyển (a) Đường congcong lực lực – chuyển vị vị 100000 0 500 4-tại mối nối gần điều1500 kiện biên 500 vị trí1000 1000 1500phía boong 2000 2000 vị dọc trục (mm) ChuyểnChuyển vị dọc trục (mm) (b) Đường cong lực nén chuyển vị dọc trục Đường cong chuyển (b) (b) Đường cong lực lực nénnén chuyển vị vị dọcdọc trụctrục 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 500 1000 1500 18 tríchạm va chạm tới bền độ bền chân giàn khoan 2000 HìnhHình 18 Chuyển ẢnhẢnh vị trívịva tới độ củaChuyển chân giàn khoan vị hưởng điểmhưởng va chạm (mm) vị dọc trục (mm) 50000 Hình 18 Ảnh hưởng vị trí va chạm tới độ bền chân giàn khoan 343 341343 342344 344 (a) Đường cong lực – chuyển vị 343 344 (b) Đường cong lực nén chuyển vị 92 dọc trục 16 16 Hình 18 Ảnh hưởng vị trí va chạm tới độ bền chân giàn khoan TạpTạp chíchí Khoa học Cơng Khoa học Cơngnghệ nghệXây Xâydựng, dựng,NUCE NUCE 2018 2018 45345 p-ISSN2615-9058; 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 p-ISSN e-ISSN 2734-9489 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng 346 46347 Vị trí va chạm Vị trí va chạm Vị trí va chạm Vị trí va chạm 47348 Vị trí va chạm Hình 19 Vị Kết trí va chạm Vị trí va chạm quảquả mơmơphỏng thayđổiđổi vịvatríchạm va chạm Vị trí va chạm Hình 19 Kết khi thay vị trí 48 Hình 19 Kết mơ thay đổi vị trí va chạm 349 350 Vị trí va chạm Vị trí va chạm Vị trí va chạm Vị trí va chạm 49351 Hình 20 Kết mơ độ bền thay đổi vị trí va chạm 50 Vị trí va chạm Vị trí va chạm Vị trí va chạm Vị trí va chạm 352 4.3 Ảnh hưởng kiểu đầu va chạm 51 Hình 20 Kết20.quả mơ độ thay đổi vị chạm trí va chạm quảchân mơ độ bền bềnkhoan thay đổi vị tríbị va 353 Trong thực tế,Hình kếtKết cấu đế giàn thường đâm va theo nhiều kịch 52354 4.3.bản Ảnh hưởng cácchân kiểugiàn đầu khoan va chạm khác nhau,của ví dụ va chạm với mũi tàu lê (hemisphere 4.3 Ảnh hưởng kiểu đầu va chạm 53355 indenter), Trong thực tế, kết cấu chân đế giàn thường bị đâm vahoặc theocónhiều kịch va chạm với mũi tàu hình chưkhoan V (knife-edge indenter) thể va 54356 bảnchạm khác nhau, dụ chân giàn khoan có thểthường va chạm mũi tàu kịch quảbản lê (hemisphere Trong thực tế,tàu cáchình kết cấu chân đế giàn khoan bị đâmvới va kịch khác nhau, với mạnví chữ nhật (rectangular indenter) Vítheo dụ,nhiều va chạm ví dụ chân giàn khoan va chạm với mũi tàu lê (hemisphere indenter), va chạm với va 55357 indenter), va chạm với mũi tàu hình chưtrình V (knife-edge indenter) loại tàu chân đế giàn khoan bày Bảng 4.5 Trong nghiên mũi tàu hình chư V (knife-edge indenter) va chạm với mạn tàu hình chữ nhật (rectangular 56358 chạm với tàu hình chữtấn indenter) Víđược dụ, cácđược kịch va chạm cứu này,mạn ba loại tàu 5000 với(rectangular hình dạng khác áp dụng Ba loại kết indenter) Ví dụ, kịch vanhật chạm loại tàu chân đếđãgiàn khoan trình bày Bảng Trong cứuloại này, loại tàucó 5000 dạng vớitrình hình khác áp dụng Ba nghiên loại hình cho tàu hình lầndạng lượt là:nhau loại mũi lê, loại mũi 57359 củacấu cácđiển loại tàunghiên chân đế ba giàn khoan bày Bảng 4.5 Trong kết cấu điển hình cho loại tàu có hình dạng là: loại mũi lê, loại mũi hình lưỡi dao lưỡi dao vàtàu loại5000 hìnhtấn chữvới nhật 58360 cứuhình này, hình dạng khác áp dụng Ba loại kết loại ba hìnhloại chữ nhật Có thể thấy bền tớiva sau va mỡi trường hợp thuộc Cóhình thể thấy độ bền độ tới hạn sau chạm mỗichạm trường hợplà: phụloại thuộc nhiều vàophụ hìnhloại dạngmũi 59361 cấu điển cho loại tàu cóhạn hình dạng mũi lê, mũi đâm va, xemdạng Hình mũi 21 Trường hợpxem nghiêm trọng khihợp đâm nghiêm va mũi tàu hình lê nhiều hình đâmnhật va, Hình 21.nhất Trường trọng nhấtquả 60362 hình lưỡivào dao loại hình chữ Trong trường hợp này, mức độ giảm độ bền giới hạn so sánh với mơ hình ngun vẹn 37,4% va hìnhđộquả lê.tới Trong trường hợp này,của mứcmỗi độ giảm độ hợp bền giới hạn 61363 đâm thể mũi thấytàu bền hạn sau vahình chạm thuộc KhiCó tải trọng đặt kiểu mũi hình chữ V kiểu chữ nhật, mức độtrường giảm độ bền tớiphụ hạn 364 so sánh với mơ hình ngun vẹn 37.4% Khi tải trọng đặt kiểu mũi 62 nhiều vào hình dạng mũi đâm va, xem Hình 21 Trường hợp nghiêm trọng 365 hình chữ V kiểu hình chữ nhật, mức độ93 giảm độ bền tới hạn so sánh với độ bền 63 đâm va mũi tàu hình lê Trong trường hợp này, mức độ giảm độ bền giới hạn 366 giới hạn mơ hình ngun vẹn (khơng bị va chạm) 28.9% 35.1% 64 so sánh với mô hình nguyên vẹn 37.4% Khi tải trọng đặt kiểu mũi 65 hình chữ V kiểu hình chữ nhật, mức độ giảm độ bền tới hạn so sánh với độ bền Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2018 367 367 368 368 369 369 p-ISSN 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 Như vậy vật thể va chạm có hình dạng mũi tàu chữ V có ảnh hưởng đến độ bền Như vậy vật thể va chạm có hình dạng mũi tàu chữ V có ảnh hưởng đến độ bền so với hình dạng mũi khác Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng so với hình dạng mũi khác Bảngdựng, Thơng số củap-ISSN tàu đâm va Công nghệBảng NUCE 2018 2615-9058; Thông tàu đâm va lần e-ISSN so sánh vớiTạp độchí bềnKhoa giớihọc hạn mơXây hình ngun vẹnsố(khơng bị va chạm) lượt là2734-9489 28,9% 35,1% Như vật thể va chạm có hình dạng mũi tàu chữ V có ảnh hưởng đến độ bền so với hình chínghệ Khoa họcdựng, CơngNUCE nghệ Xây p-ISSN dạng khác.vậy vật thểTạp Khoa họcTạp Xây 2018dựng, NUCE p-ISSN2018 e-ISSN2615-9058; 2734-9489e-ISSN 2734-9489 367mũiNhư vachíchạm cóCơng hình dạng mũi tàu chữ V có2615-9058; ảnh hưởng đến độ bền so với hình dạng mũi khác Bảng 7.cóThơng sốmũi tàu đâm va vậy vật thể chạm có hình dạng mũi tàuhưởng chữ Vítcó ảnhđến hưởng đến độ bền 367 Như vậy367 vật thểNhư va chạm hìnhvadạng tàu chữ V có ảnh độ bền 7.dạng Thơng số tàu đâm va 368hình so vớiBảng khác hình mũi khác 368 so với dạng mũi 368 369 Thông số tàu đâm va Bảng Thông Bảng số của7.tàu đâm va 369 369 Tàudịch dịchvụ vụmũi mũichữ chữVV Tàu Tàu hàng hàng rời rời Tàu 76,0 76,0 Tàu dịch mạn Tàu dịch vụvụ cócó mạn chữ nhật chữ nhật Tàu dịch vụ mũi Tàu chữ dịch V vụ mũi Tàu dịch vụ có mạn Tàuchữ dịchVvụ có mạn Chiều 65,0 71,0 Tàu vụ mũi mũi chữVV chữ Tàu dịch vụchữcó chữ nhật Chiều dài dài lớn lớn nhất 65,0 71,0 Tàudịch dịch vụ chữ nhậtmạn nhật dịch vụ Tàu có mạn Tàu hàng rời Tàu hàng rời (m) chữ nhật 71,0 (m) hàng rời Chiều dài lớn 76,0 76,0 65,0 Chiều dàiTàu lớn 65,0 71,0 Tàu (m) hàng rời (m) Chiều rộng lớn 16,0 14,4 20,0 Chiều lớndài 16,0 14,4 20,0 Chiềurộng dài lớn 65,014,4 71,0 Chiều rộng lớn 76,0 20,0 Chiều rộng lớn16,0 16,0 14,4 20,0 Chiều lớn(m) 76,0 65,0 71,0 (m) (m) (m) (m)rộng Chiều 16,0 14,4 20,0 (m) lớn (m) Mớn nước (m) Mớn nước (m)4,2 4,0 3,5 4,2 4,0 3,5 Mớn nước (m) 4,2 4,0 3,5 Mớn nước (m) 4,2 4,0 3,5 5000 5000 Trọng tải 5000 5000 5000 50003,5 Chiều 16,0 14,4 20,0 Mớn nước (m)rộng lớn Trọng tải 4,2 4,0 370 370 Trọngtải tảinhất (m) 5000 50005000 50005000 Trọng 5000 5000 5000 Trọng tải 5000 20000 20000 371 372 0 0 hình chữ nhật mũi va 10000 chạm mũi va chạm hình chữhình nhậtchữ V 60000 50000 160000 280000 280000 50000 40000 240000 280000 240000 80000 20000 40000 371 372 200000 1000 1500500 2000 2500 1000 1500 2000 Chuyển vị điểm va chạm (mm) Chuyển vị điểm va chạm (mm) 160000 160000 160000 120000 Nguyên vẹnvẹn (không bị vabịchạm) Nguyên (không va chạm) MũiMũi va chạm hìnhhình quảquả lê lê va chạm 80000 Nguyên vẹn (khơng bị va chạm) MũiMũi va chạm hìnhhình chữchữ V V va chạm 40000 240000 200000 200000 10000 mũi va chạm0 hình chữ 500nhật 371 372 120000 30000 3,5 5000 Nguyên vẹn (không bị va chạm)Nguyên vẹn (không bị va chạm) 240000 Mũi va chạm hình lê Mũi va chạm hình lê Mũi va chạm hình chữ V Mũi va chạm hình chữ V 200000 Mũi va chạm hình chữ nhật Mũi va chạm hình chữ nhật Lực nén (kN) Lực va chạm (kN) Lực va chạm (kN) 30000 200000 280000 4,0 5000 400 Mũi va chạm hình lê 800 vahình chạm hình chữ nhật 1600 1200 Mũi va1600 chạm 400 800 1200 chữ nhật Mũi vaMũi chạm chữ V hình 2500 Chuyển vị dọc trục (mm) vị dọc trụcchữ (mm)nhật Mũi vaChuyển chạm hình 160000 120000 120000 Đường cong – chuyển vịlực – chuyển (b) Đường lựcĐường nén vàcong chuyển dọcvà chuyển vị dọc (a) lựcĐường cong vị cong(b) lựcvịnén 120000 trục trục 80000 80000 30000 373 Hình củaẢnh kiểu đầucủa va80000 chạm tớiđầu độ bền chân giàn 37321 Ảnh hưởng Hình 21 hưởng kiểu va chạm tới độ bềnkhoan chân giàn khoan 20000 374 Đề xuất tiêu cơng chuẩn nứttiêu gãy chuẩn giới hạn tốn vacho chạm 40000 374công5.thức Đề xuất thức nứtcho gãybài giới hạn tốn va chạm 40000 40000 375 Có375 nhiều cơng nghiên cứutrình cơng bố vềcứu tiêucơng chuẩnbốnứt hạnnứt Có trình nhiều cơng nghiên gẫy tiêugiới chuẩn gẫy giới hạn 10000 376 toán 376 mơ va chạm Nhìn va chung cácNhìn cơng thức xây dựng dựa chung toán mô chạm công thức xây 400 800 1200 dựng dựa 1600trên 0 400 800 1200 1600 tiêu1000 chuẩn tỷtiêu lệ kích lưới kích phần độ dày vỏ Đầu800 tiêntôn vỏ 377 500 1500 2000 2500 377 chuẩn thước tỷ lệ thướctử phần tửtôn (mm) độ dày Đầu 0lưới 1200tiên 1600 Chuyển vị400 dọc trục Chuyển vị điểm va chạm2000 (mm)[24] xây2500 500 378 1000 1500 kể tới Peschmann dựng công thức tiểu chuẩn nứt gãy theo biến dạng Chuyển vị dọc trục (mm) 3781500có thể kể tới Peschmann tiểu chuẩn nứt gãy theo biến dạng 500 Chuyển 1000 2000 2500 [24] xây dựng công thức Chuyển vị dọc trục (mm) vịcắt tạicho điểmcác va chạmcó (mm) 379 nẹp gia cường Hogström cộng [25] xây dựng công thức Chuyển vị điểm379 va chạm cắt(mm) cho có nẹp gia cường Hogstrưm cộng [25] xây dựng công thức 380cong theo chuẩntheo biến dạng nứt gãy hạn tôn đáycho vỏcong tàu tôn Ehlers [26] phát chuẩn biếngiới dạng nứtcho gãytấm giới hạn vỏvà tàu Ehlers vị [26] phát (a) Đường lựctiêu –380 chuyển vịtiêu (b) Đường lựcđáy nén chuyển dọc trục (a) Đường lựctiêu – chuyển Đường nén dọc 381 triểncong công chuẩn nứt vị gãy mô(b) va đáylực đôiđập tàu chởvà dầuchuyển dựatàu chởvịdầu 381thứctriển công thức tiêu cho chuẩn nứt gãy chođập môcong va đáy đơi dựa 382 kết 382 thítrên nghiệm Bin Liu cộng [27] đề xuất công thức cho kết cấu mạn kết thí nghiệm Bin Liu cộng [27] đề trục xuất công thức cho kết cấu mạn (a) 40000 Đường cong lực –– chuyển vị cong lực vị vị dọc Đường cong vị đầu va(b) (b)Đường Đường lựcnén nénvà vàchuyển chuyển dọc Hình 21 Ảnhlực hưởng chuyển kiểu chạm tới độ bềncong chân giàn khoan 373 Hình 21 Ảnh hưởng kiểu đầu va chạm tới độ bền củatrục chân giàn khoan 18 374 Đề xuất công thức tiêu chuẩn nứt gãy giới hạn cho18bài toán va trục chạm Hình 21 Ảnh hưởng kiểu đầu va chạm tới độ bền chân giàn khoan 375 Hình 21 CóẢnh nhiều cơngcủa trìnhcác nghiên cứu cơng tiêutới chuẩn nứt gẫy hạn giàn khoan hưởng kiểu đầu vabốchạm độ bền củagiới chân công thức tiêu chuẩn nứt gãyhạn giới hạn cho toánxây vadựng chạm Đề Đề xuất xuất cơng thức tiêu chuẩn nứtNhìn gãy giới cho bàithức toánnày va chạm 376 toán mô va chạm chung công dựa Đề xuất công thức tiêu chuẩn nứt gãy giới hạn cho tốn va chạm rấttiêu nhiều cơng nghiên cứu lưới cơng tử tiêu chuẩn nứttơn gẫy 377Có chuẩn tỷtrình lệ kích thước củabố phần độ dày vỏ.giới Đầu hạn tiên Có nhiều cơng trìnhtrình nghiên cứu cơng tiêu nứtchuẩn gẫy giớinứt hạngẫy bàihạn tốntrong mơ Córấtrất nhiều cơng nghiên cứubốcơng bốchuẩn tiêu giới 378 có thểphỏng kể tới Peschmann [24] dựng công thức tiểu chuẩn nứt gãy theo biến dạng tốn mơ va chạm Nhìnxây chung cơng thức xâychuẩn dựng dựa va chạm Nhìn chung cơng thức xây dựng dựa tiêu tỷ lệ 379 toán cắt mơcho vacóchạm Nhìn cácvàcơng thức xây dựng nẹp gia cường.chung Hogström cộng cũngdày xâycủa dựng công thức dựa chuẩn tỷ lệ tử kích lưới tử[25] kể độ tơn vỏ tiên kíchtiêu thước lưới phần độ dàythước tơn vỏ.của Đầuphần tiên tới Peschmann [23]Đầu xây dựng các380 tiêu chuẩn tỷ lệbiến kích lưới tửđáy vỏ độtàu dàyEhlers tôn theo tiêuvềchuẩn dạng nứtthước gãy giới hạncủa cho phần tôn [26] vỏ phátĐầu tiên có thểthức kể tiểu tới chuẩn Peschmann xâydạng dựngcắtcông thức chuẩn nứt gãy theoombiến dạng công nứt gãy [24] theo biến cho tấmtiểu có nẹp gia cường Hogstră v cs [24] 381 ktrin cụng thc tiờu chun nứt gãy cho mô va đập đáy đôi tàugãy chở theo dầu dựa tới Peschmann [24] xây dựng công thức tiểu chuẩn nứt biến dạng xây dựng công thức theo tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giới hạn cho tôn đáy vỏ tàu Ehlers cắt382 cho có nẹp gia cường Hogstrưm cộng [25] xâykết dựng cơng thức trêntấm kết thí nghiệm Bin Liu cộng sựvà [27] đề xuất côngcũng thức cho cấu mạn cắt có nẹpdạng giachuẩn cường cộng dựng công thức [25]cho phát triển cơng thức tiêu nứtHogstrưm gãy đập[25] vỏ đáy đôixây tàu chở dầu dựaphát theo tiêu chuẩn biến nứt gãy giớicho hạnmôcho tấmvatôn đáy tàu Ehlers [26] kết thíchuẩn nghiệm.biến Bin Liu cs đề giới xuất công thức kếttôn cấuđáy mạn vỏ đôi tàu tàu chở hàng theo dạng nứt[26] gãy hạn chocho Ehlers [26]Theo phát triển tiêu công thức tiêu chuẩn nứt gãy cho mô va đập đáy đôi tàu chở dầu dựa 18 triển công thức chuẩn nứtLiu gãy môsựphỏng vaxuất đập cơng đáy dựa kết thí tiêu nghiệm Bin vàcho cộng [27] đề thứcđôi chotàukếtchở cấudầu mạn kết thí nghiệm Bin Liu cộng94 [27] đề xuất công thức cho kết cấu mạn (a) (a) 373 373 374 374 375 375 376 376 377 377 378 378 379 379 380 380 381 381 382 382 50000 240000 (kN) Lực nén Lực nén (kN) nén(kN) Lực 70000 Lực va chạm (kN) Lực (kN) chạm(kN) vachạm Lựcva 80000 30000 30000 70000 hình chữ V mũi va chạm hình chữhình V lê mũi va 20000 chạm 60000 60000 10000 10000 371 371 372 372 90000 70000 70000 40000 40000 4,2 5000 mũi va chạm hình hình40000 quảlê lê 80000 80000 280000 90000 mũi va chạm hình lê mũi va chạm hình lê 80000 mũi va chạm hình chữ V mũi va chạm hình chữ V 70000 mũi va chạm hình chữ nhật mũi va chạm hình chữ nhật 60000 80000 60000 370 90000 90000 50000 50000 90000 Lực nén (kN) Mớn nước (m) Trọng tải 370 370 18 18 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng tiêu chuẩn quy phạm DNV RP-C204 [22] đề xuất cơng thức (10) sau: Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, NUCE 2018 t ε f = 0,02 + 0,65 le , le 2615-9058; e-ISSN 2734-9489 p-ISSN t ≥5 (10) 383 đôitự,của chở hàng Theo quy công phạmthức DNVtiêu RP-C204 [23] dạng đề xuất Tương quytàuphạm Đức GLtiêu [27]chuẩn đề xuất chuẩn biến nứt gãy giới 384 côngtôn thức sau:gia cường công thức (11) hạn cho vỏ(10) tàu có nẹp 𝑡 𝑙 385 𝜀𝑓 = 0.02 + 0.65 ( ), 𝑒 ≥ (10) 𝑙 𝑡 t 𝑒    kết cấu 0,056 + 0,54  386 Tương tự, quy phạm Đức GL   le [28] đề xuất công thức tiêu chuẩn biến ε fhạn = /t ≥ thức (11) (11)  387 dạng nứt gãy giới cho tơn vỏ tàu t có nẹp gia cường ,nhưlecông    kết cấu + 0,76 𝑡  0,079 0.056 + 0.54 kết cấu le 𝑙 388 𝑒 𝜀𝑓 = { (11) , 𝑙𝑒 /𝑡 ≥ 𝑡 + 0.76 kết cấu le độ dài0.079 phần tử chia lưới củathanh tôn vỏ tàu; t chiều dày tôn vỏ tàu vị trí va 𝑙𝑒 chạm 389 le độ dài phần tử chia lưới tôn vỏ tàu; t chiều dày tôn vỏ tàu Hiện tạivịchưa nghiên cứu công bố kết tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giưới hạn cho 390 trí vacóchạm loại kết cấu kiểu cylinder Do đó, đề tài đề xuất cơng thức tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy 391 giới công (12).chuẩn Độ 392hạn dựa Hiệnkết tạiquả chưathícónghiệm nghiên cứumô công bố kết quảthức tiêu biến xác dạngcủa nứtcông thức gãyvới giưới cho loại kết cấu kiểu cylinder Do đó, đề tài đề xuất cơng khi393 so sánh thí hạn nghiệm với COV 6,13% 394 395 396 thức tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giới hạn dựa kết thí nghiệm mô −0,524 le so sánh với thí nghiệm với COV cơng thức (12) Độ xác công thức ε f = 0,471 6.13% t 397 𝜀𝑓 = 0.471 ( 𝑒 ) 403 Tuy nhiên lại gần với đề xuất quy phạm DNV RP-C204 (2010) GL (2014) 𝑙 −0.524 (12) (12) 𝑡 le độ dài phần tử chia lưới; t chiều dày cylinder vị trí chân giàn khoan bị va 398 le độ dài phần tử chia lưới chạm 399 t chiều dày vị trí chânđềgiàn khoan va với chạm So sánh tiêu chuẩn biến dạng nứtcylinder gãy giớitạihạn xuất trongbịtài tiêu chuẩn trình 400 So sánh tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giới hạn đề xuất vớithể cácthấy tiêu tiêu bày phía cho mơ tốn va chạm thể Hình 22.tàiCó 401 chuẩn trình bày phía cho mơ tốn va chạm thể Hình chuẩn mà tác giả đề xuất thấp so với tác giả khác Tuy nhiên lại gần với đề xuất 402 Có thể thấy tiêu chuẩn mà tác giả đề xuất thấp so với tác giả khác quy phạm21 DNV RP-C204 (2010) GL (2014) 1.0 Proposed equation Peschmann (2001) Ehlers (2009) Biến dạng nứt gãy giới hạn (-) 0.8 Hogström (2009) Bin Liu (2017) DNV (2010) 0.6 GL (2014) 0.4 0.2 0.0 (le / t ) 404 405 406 Kết luận Hình 21 So sánh tiêu chuẩn nứt gãy cho tốn va chạm Hình 22 So sánh tiêu chuẩn nứt gãy cho toán va chạm 19 95 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Kết luận Mục đích nghiên cứu khảo sát độ bền sau va chạm chân gian khoan cố định ngồi thực tế phương pháp mơ số Dựa kết báo, số kết luận rút sau: - Phương pháp mô số phát triển nghiên cứu có độ xác độ tin cậy cao so sánh với kết thí nghiệm với độ sai khác trung bình 5,2% Do đó, áp dụng cho mơ đự đốn ứng xử va chạm độ bền sau va chạm kết cấu thực tế kiểu cylinder khơi để phát triển thiết kế nghiên cứu xây dựng công thức dự đoán vấn đề va chạm - Ảnh hưởng vận tốc va chạm lớn đến độ bền tới hạn chân giàn khoan Năng lượng va chạm tỷ lệ thuận với bình phương vận tốc va chạm v Tốc độ va chạm tăng độ bền tới hạn chân giàn khoan giảm Trong trường hợp nghiên cứu mức độ giảm độ bền tới hạn lớn ghi nhận 90,2% so với mơ hình ngun vẹn - Mức độ hư hỏng cục chân giàn khoan phụ thuộc nhiều vào vị trí va chạm Chiều sâu biến dạng lớn xảy L/2 giảm dần với vị trí theo hướng dọc chân giàn khoan tới vị trí đặt điều kiện biên Sự giảm độ bền tới hạn lớn xảy vị trí L/2 (vị trí số 2) với 37,4% so sánh với mơ hình ngun vẹn Trong trường hợp va chạm vào gia cường (vị trí 3) độ giảm độ bền với 3,7% có tượng nứt gãy xảy Có thể thấy vị trí va chạm an tồn cho giàn khoan gia cường - Khi xem xét ảnh hưởng hình dạng mũi tàu va chạm, trường hợp nghiêm trọng mũi tàu va chạm hình bán cầu kiểu mũi lê tàu dịch vụ Mức độ giảm độ bền giới hạn so sánh với mơ hình ngun vẹn va chạm tàu có mũi lê 37,4% Khi tải trọng đặt kiểu mũi hình chữ V kiểu hình chữ nhật, mức độ giảm độ bền tới hạn so sánh với độ bền giới hạn mơ hình ngun vẹn (khơng bị va chạm) 28,9% 35,1% - Đề tài xây dựng thành cơng cơng thức dự đốn tượng nứt gãy dựa tiêu chuẩn biến dạng nứt gãy giới hạn cho tốn mơ va chạm cylinder Độ xác tin cậy cơng thức so sánh với kết thí nghiệm cơng thức nhà khoa học khác công thức đăng kiểm DNV GL Lời cám ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 107.01-2019.333 Tài liệu tham khảo [1] PSA (2009) Investigation of Big Orange XVIII’s collision with Ekofsk 2/4-W The Petroleum Safety Authority Norway [2] Daley, J (2013) Mumbai high north platform disaster Proto-Type, [3] Do, Q T., Muttaqie, T., Park, S.-H., Shin, H K., Cho, S.-R (2018) Predicting the collision damage of steel ring-stiffened cylinders and their residual strength under hydrostatic pressure Ocean Engineering, 169:326–343 [4] Do, Q T., Muttaqie, T., Shin, H K., Cho, S.-R (2018) Dynamic lateral mass impact on steel stringerstiffened cylinders International Journal of Impact Engineering, 116:105–126 [5] Walker, A C., McCall, S., Thorpe, T W (1987) Strength of damage ring and orthogonally stiffened shells—part I: Plain ring stiffened shells Thin-Walled Structures, 5(6):425–453 96 Thắng, Đ Q., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng [6] Walker, A C., McCall, S., Thorpe, T W (1988) Strength of damaged ring and orthogonally stiffened shells—Part II: T-ring and orthogonally stiffened shells Thin-Walled Structures, 6(1):19–50 [7] Ghazijahani, T G., Jiao, H., Holloway, D (2015) Experiments on Dented Steel Tubes under Bending Advances in Structural Engineering, 18(11):1807–1817 [8] Ghanbari Ghazijahani, T., Jiao, H., Holloway, D (2015) Experiments on locally dented conical shells under axial compression Steel and Composite Structures, 19(6):1355–1367 [9] Do, Q T., Le, D N C., Seo, B S., Shin, H K., Cho, S.-R (2019) Fracture response of tubular Tjoints under dynamic mass impact Developments in the Collision and Grounding of Ships and Offshore Structures, CRC Press, 75–84 [10] Harding, J E., Onoufriou, A (1995) Behaviour of ring-stiffened cylindrical members damaged by local denting Journal of Constructional Steel Research, 33(3):237–257 [11] Ronalds, B F., Dowling, P J (1988) Collision resistance of orthogonally stiffened shell structures Journal of Constructional Steel Research, 9(3):179–194 [12] Ronalds, B F., Dowling, P J (1987) A denting mechanism for orthogonally stiffened cylinders International Journal of Mechanical Sciences, 29(10-11):743–759 [13] Do, Q T., Muttaqie, T., Park, S.-H., Shin, H K., Cho, S.-R (2018) Ultimate strength of intact and dented steel stringer-stiffened cylinders under hydrostatic pressure Thin-Walled Structures, 132:442–460 [14] Do, Q T., Huynh, V V., Vu, M T., Tuyen, V V., Pham-Thanh, N., Tra, T H., Vu, Q.-V., Cho, S.-R (2020) A New Formulation for Predicting the Collision Damage of Steel Stiffened Cylinders Subjected to Dynamic Lateral Mass Impact Applied Sciences, 10(11):3856 [15] Cho, S.-R., Do, Q T., Shin, H K (2017) Residual strength of damaged ring-stiffened cylinders subjected to external hydrostatic pressure Marine Structures, 56:186–205 [16] Do, Q T., Park, S H., Cho, S R (2019) Ultimate strength formulae of intact and damaged ring-stiffened cylinders under external hydrostatic pressure Chinese Journal Ship Research, 14:25–34 [17] Cho, S.-R., Muttaqie, T., Do, Q T., Park, S H., Kim, S M., So, H Y., Sohn, J M (2019) Experimental study on ultimate strength of steel-welded ring-stiffened conical shell under external hydrostatic pressure Marine Structures, 67:102634 [18] Do, Q T., Huynh, V V., Cho, S.-R., Vu, M T., Vu, Q.-V., Thai, D.-K (2021) Residual ultimate strength formulations of locally damaged steel stiffened cylinders under combined loads Ocean Engineering, 225: 108802 [19] Thang, D Q (2020) Deriving formulations for forecasting the ultimate strength of locally dented ringstiffened cylinders under combined axial compression and radial pressure loads Science and Technology Development Journal, 23(3):640–654 [20] Do, Q T., Huynh, V N., Tran, D T (2020) Numerical studies on residual strength of dented tension leg platforms under compressive load Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE) NUCE, 14(3):96–109 [21] Viet, V Q., Ha, H., Hoan, P T (2019) Evaluation of ultimate bending moment of circular concrete–filled double skin steel tubes using finite element analysis Journal of Science and Technology in Civil Engineering (STCE) - NUCE, 13(1):21–32 [22] DNV (2010) DNV-RP-C204: design against accidental loads Det Norske Veritas [23] Peschmann, J (2001) Energy absorption computations of ship steel structures under collision and grounding (translated from German language) PhD thesis Technical University of Hamburg [24] Hogstrăom, P., Ringsberg, J W., Johnson, E (2009) An experimental and numerical study of the effects of length scale and strain state on the necking and fracture behaviours in sheet metals International Journal of Impact Engineering, 36(10-11):1194–1203 [25] Ehlers, S (2010) The influence of the material relation on the accuracy of collision simulations Marine Structures, 23(4):462–474 [26] Liu, B., Villavicencio, R., Zhang, S., Soares, C G (2017) A simple criterion to evaluate the rupture of materials in ship collision simulations Marine Structures, 54:92–111 [27] Scharrer, M., Zhang, L., Egge, E (2002) Kollisionsberechnungen in schiffbaulichen Entwurfssystemen (Collision calculation in naval design systems) Bericht ESS Germanischer Lloyd 97