بررسی تاثیر سخت کنندهها بر رفتار خستگی اتصالات جوشی سکوی ثابت شابلونی تحت اثر امواج و جریان های دریایی

پدیده خستگی در سکوهای دریایی از جمله مهمترین مسائل این سازهها میباشد که حدودا 35 درصد هزینههای تعمیرات و نگهداری سکو را به خود اختصاص میدهد[ 1]. سازههای فلزی جکت که برای استخراج نفت و گاز بکار میروند معمولا از اعضای فلزی لولهای شکل تشکیل شدهاند کهتوسط جوش به هم متصل میشوند. اتصالات جوشی ممکن است باعث افزایش تمرکز تنش شده که به شدت بر روی عمر خستگی اتصال اثر میگذارد.برای سازههای فراساحل که در معرض بارهای دینامیکی قابل ملاحظه موج میباشند، خستگی در بسیاری از موارد ملاک طراحی است. امروزه با توجه به گسترش نیازهای بشر به منابع انرژی، مخصوصا منابع نفتی، استفاده از انواع سکوهای دریایی برای کشورها بسیار حائز اهمیت است.سازههای لولهای جوش شده، بصورت متداول در سکوهای ثابت شابلونی استفاده میشوند. این سازهها به شدت مستعد شکست حاصل از خستگی fatigue)بدلیل تمرکز تنش در اتصالات جوش شده و بارگذاری سیکلی هستند. بکاربردن حلقههای داخلی سخت کنندهstiffener) در اعضای اصلی می تواند بطور موثری موجب کاهش تمرکز تنش در اتصالات سازههای فلزی جکت و در نهایت افزایش عمر خستگی سازه شود. تحقیقات نسبتا کمی روی رینگهای تقویت کننده اتصالات صورت گرفته است و نتایج معمولا محدود به بررسیهای آزمایشگاهی است که به سالهای پیش بر میگردد. در این تحقیق، از نرم افزارANSYS جهت تحلیل سازه استفاده شده است و سکوی مورد نظر همراه با تمام اتصالاتش به دو صورت همراه با سخت کننده و بدون سخت کتننده مورد بررسی قرار گرفته است. در طراحیهای امروزی از این عمل اجتناب میگردد، چون شناسایی آسیب حاصل از خستگی در هر سختکننده مشکل است. با اینحال، هنوز اتصالات فراوانی از سکوهای دریایی در سراسر جهان همراه با سخت کننده اجرا میشوند. در شکل 1 نحوه بکار بردن این رینگها در مدل آورده شده است.

Keywords:

سکوهای ثابت شابلونی , اتصالات لولهای , سخت کنندههای داخلی , المان محدود