[发明专利]一种提高原油转驳船复杂结构疲劳寿命的方法

说明书

本发明提供了一种提高原油转驳船复杂结构疲劳寿命的方法，所述方法包括以下：步骤110：建立全随机疲劳寿命预测模型；步骤120：获取目标复杂结构的3D模型，确定所述3D模型的所有流水孔的位置以及尺寸，并将所述3D模型输入至所述全随机疲劳寿命预测模型中，得到相关预测结果；步骤130：根据相关预测结果确定存在应力集中的流水孔；步骤140：对存在应力集中的流水孔进行位置以及尺寸的调整，并实时关注调整后的预测结果，直到应力集中问题解决。本发明的能够利用结构设计中的调整流水孔位置有效降低了应力集中，同时利用激光冲击强化的方法，进一步形成残余压应力，提高复杂结构的疲劳寿命。

技术领域

本发明涉及原油转驳船领域，具体涉及一种提高原油转驳船复杂结构疲劳寿命的方法。

背景技术

中国的石油对外依存度已超过70%，而我国陆地石油资源匮乏，使得深海石油资源的探索备受关注，浮式生产储油船（Float Production Storage and Offloading，FPSO）正在得到广泛应用，常规的“FPSO+穿梭油船”的运输模式将受到复杂的作业海况影响，穿梭油船的运载能力不足，运营成本高，不能满足市场需求。在这样的时代背景下，原油转驳船（Crude Transfer Vessel，CTV）应运而生。CTV是一种起到海上石油钻井平台与贸易油轮之间传输桥梁作用的船型，对于未来的中国海洋战略有着重大意义。

原油转驳船服役时受到随机载荷作用，通常出现在船舱内部，起到支撑船体，承受复杂海洋负载的作用。流水孔是船体结构中广泛存在的一种结构，它的作用是使骨材间的残余水流走，在焊接时可以包角焊。流水孔一般设计在型材端部，根据作用不同也可称为过焊孔，透气孔等。船舱内部复杂结构流水孔区的应力集中大，全随机载荷疲劳寿命短，容易造成裂纹和疲劳破坏。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的问题之一，本发明提供一种提高原油转驳船复杂结构疲劳寿命的方法。

具体的，提出了一种提高原油转驳船复杂结构疲劳寿命的方法，所述方法包括以下：

步骤110：建立全随机疲劳寿命预测模型；

步骤120：获取目标复杂结构的3D模型，确定所述3D模型的所有流水孔的位置以及尺寸，并将所述3D模型输入至所述全随机疲劳寿命预测模型中，得到相关预测结果；

步骤130：根据相关预测结果确定存在应力集中的流水孔；

步骤140：对存在应力集中的流水孔进行位置以及尺寸的调整，并实时关注调整后的预测结果，直到应力集中问题解决。

进一步，上述步骤110中建立全随机疲劳寿命预测模型具体包括以下，

确定负荷转移方程，结合边界位移进行有限元分析建立热点应力转移方程，在热点应力转移方程中融合波浪数据S-N曲线得到全随机疲劳寿命预测模型，对处于工作状态的船舶而言，整个船体会受到每30度一个共12个方向的海洋波载荷，每个方向大约有20–25个波频率；通过有限元计算出局部的热点应力响应传递函数结构模型；通过结合应力传递函数来计算全随机疲劳寿命预测模型。

进一步，在上述步骤140之后还会对目标复杂结构进行激光冲击强化，

具体的，所述激光冲击强化包括，

在目标复杂结构上涂覆涂层，所述涂层用于保护目标复杂结构不被激光灼伤并增强对激光能量的吸收，在涂层上还涂覆有柔性透明约束层，激光脉冲通过所述柔性透明约束以及涂层对目标复杂结构进行冲击强化，其中柔性透明约束层的作用为约束强化过程中产生的等离子体，使激光冲击的能量能充分作用在目标复杂结构的表面。

进一步，所述柔性透明约束层具体为透明有机胶。