Một số câu hỏi hay về Fatigue

Bác sử dụng abaqus bản quyền hay hàng "chùa" vậy? Có thể share cho em "sờ" được không?

 

Thế mô hình liên kết giữa spudcan với nền đất đáy biển trong tính toán phân tích giàn tự nâng là pin hay spring thì có kể đến ma sát giữa nền đất với spudcan không vậy?

Nếu không thì có thể giàn tự nâng là một giải pháp cho công trình nền san hô thay thế cho công trình biển móng cọc đang trao đổi ở đây: http://offshore.vn/threads/4248?ong-coc-tren-nen-san-ho&p=13048#post13048

 

Trong các tính toán cantilever, drill floor, derrick,.. được tách riêng thành những bài toán nhỏ, ở topic này chỉ quan tâm tới chân của nó (leg) nên em cũng chỉ đề cập tới legs thôi.
Thực sự là em cũng chưa thấy tiêu chuẩn (ABS, DNV) đề cập tới tính toán mỏi cho thân giàn trong quá trình hoạt đông,vận chuyển, nếu bác có thấy thì show lên cho em biết với8->.
Nhập liên kết trong GeniE or SACS thì cũng gần giống nhau cả thôi không có gì đặc biệt cả, nếu bác nào đã dùng GeniE thì sẽ đồng ý với em thoai.
Mấy cái hình đó là em trích từ DNV RP C104 ra, nó xây dựng mô hình bằng GeniE, bác muốn mô hình bằng SACS thì cũng vậy thôi. Trong bài toán của ta đang quan tâm tới cái chân thì việc mô hình cái thân chỉ cần mô hình tương đương là đủ, các tiêu chuẩn tính toán jackup cũng đề cập tới vấn đề này rồi.
TrueTech hôm trước cũng có tới bên em giới thiệu về Abaqus mà sao không nói tới việc cho Demo license nhỉ:-??

 

Hi bác,
Cảm ơn những gợi ý trả lời của bác,
Dẫu biết lý thuyết về mỏi có hàm lượng học thuật cao, nhưng mạo muội hỏi thêm một số thứ để cho tỏ rõ vấn đề đồng thời trong lúc nông nhàn tranh thủ tích lũy thêm chút vốn.

1/ Sóng như thế nào thì được gọi là một quá trình ngẫu nhiên dừng chuẩn, trung bình không và có tính chất egodic?
2/ Tại sao lại chỉ áp dụng sóng phổ dải hẹp theo luật phân phối Rayleight? Những dạng khác thì sao (dạng phổ lưỡng tính, phổ rộng hoặc phổ hàm trắng…) và giải quyết thế nào?

1/ Tại sao tính mỏi kết cấu CTB nói chung và JU nói riêng lại chỉ tính với số liệu sóng khảo sát trong 1 năm.
2/ Các thông số Hs, Tz và P lấy trung bình trong 50-100 năm, như vậy chính xác là lấy thông số khảo sát trong 1 năm hay 50-100 năm?

Nếu nhớ không nhầm thì chủ để này đã được AE cãi nhau từ rất lâu trên forum này.
Mình chỉ cần 3 mode đâu tiên theo Sname, vậy tại sao lại phân tích tới 30mode?
Bác vẫn chưa đưa ra một gợi ý về con số sử dụng 200 con sóng?

Mình khẳng định với nhau là: Chu kỳ dao động riêng của kết cấu không bị ảnh hưởng bởi tải trọng là ngoại lực (tải môi trường…)
Ở vùng nước sâu, theo hiểu biết của đệ chỉ tăng thêm về tải trọng là môi trường như: sóng lớn hơn, dòng chảy và gió mạnh hơn…
Chứ có tăng thêm về tải trọng là bản thân kết câu đâu nhỉ? Vậy điều gì làm tuổi thọ mỏi kết cấu giảm khi hoạt động ở vùng nước sâu.
Rất cảm ơn bác.
Xin mời AE tiếp tục để vấn đề được tường minh hơn.

 

Dear Real 07!
Mình có ý kiến thế này:
Thông thường trong tính mỏi chúng ta tính tổn thương mỏi cho một năm rồi lấy nghịch đảo ra tuổi thọ mỏi cho nút kết cấu. Y=1/D. Số liệu sóng sử dụng cho tính mỏi là bộ số liệu (Hs,Tz) thống kê đại diện cho một năm. Nó không fai là số liệu quan sát trong một năm mà được lấy trung bình trong nhiều năm (50,100 năm).
Năm 1 quan sát-> 1 bộ (Hs,Tz)
Năm 2 quan sát-> 1 bộ (Hs,Tz)
...
Năm n quan sát -> 1 bộ (Hs,Tz)
Dùng phương pháp thống kê, xác suất xử lý số liệu trong n năm quan sát và đưa ra một bộ số liệu đại diện cho 1 năm được quan sát trong n năm.
Số liệu này khác với số liệu tính bền kết cấu là lấy con sóng cực hạn thống kê trong nhiều năm. Vì sao lại khac nhau thì ở bản chất hai bài toán đã thể hiện rõ một bên là tính bền trong điều kiên hoạt động or cực hạn và một bên là tính toán tuổi thọ mỏi kết cấu.

 

Đại ca real-07 tranh thủ trả lời luôn đi
Chỉ thấy hỏi không.

 

Các câu hỏi của bạn Real rất hay và trả lời những câu hỏi này cũng không dễ dàng. Tuy nhiên cũng xin mạn phép a e có 1 số ý kiến trả lời sau:

Trạng thái biển dài hạn được khảo sát là 1 quá trình ngẫu nhiên phụ thuộc vào thời gian, chia nhỏ quá trình này thành nhiều trạng thái biển ngắn hạn thì lại được 1 tập hợp các quá trình không đổi theo thời gian (lúc này giả thiết mỗi trạng thái biển ngắn hạn là 1 quá trình ngẫu nhiên dừng với các đặc trưng thống kê không đổi trong khoảng 3-6h), Giả thiết này là phù hợp với hệ tuyến tính (Tải trọng + kết cấu đều không phụ thuộc thời gian), ngẫu nhiên dừng chuẩn và trung bình không để đơn giản hóa tính toán trong khi tính chất Ergodic đảm bảo tính liên tục của quá trình sóng.
Tài liệu về phần này có nhiều tiêu chuẩn đưa ra, bạn cũng có thể tìm trong các tài liệu của PGS. PĐK

Dạng phổ thì có phổ dải hẹp, phổ dải rộng, phổ ồn trắng… Tuy nhiên trong phân tích mỏi chỉ có 2 dạng phổ biến nhất là phổ dải hẹp và phổ dải rộng. Đặc trưng của phổ dải rộng là hàm phân phối xác xuất không chính tắc (irregular), Biên độ phân phối theo luật Rice. Còn phổ dải hẹp thì hàm phân phối xác xuất là chính tắc (regular), biên độ phân phối theo luật Rayleigh. Trong tính toán thực hành công trình biển hệ tuyến tính người ta ưa dùng phổ dải hẹp vì công thức của hàm mật độ Rayleigh đơn giản hơn rất nhiều so với Rice. Trường hợp phổ dải rộng thì giả thiết hoặc quy đổi về phổ dải hẹp, còn nếu hệ phi tuyến phổ dải rộng thì lúc đó có thể không áp dụng phương pháp phổ để phân tích mỏi mà dùng phương pháp đếm giọt mưa hoặc mô phỏng…
Phần này thuộc lý thuyết tính toán mỏi, phạm vi bàn luận rất rộng, nếu cần thiết mở riêng 1 topic

Diễn giải vì sao lại chỉ dùng số liệu của 1 năm:
Gọi n là số lần quan trắc của Hs hay Tz trong 1 năm, trong 50 năm sẽ là 50n. Xác xuất vượt Q = 1/50n, xác xuất không vượt F = 1-1/50n. Từ đó rút ra được phân vị của Hs hoặc Tz (phân vị được hiểu là giá trị đại diện của từng mốc quan sát trong chu kỳ lặp 50-100 năm). Có nghĩa là tổng số lần quan sát trong 1 năm là đủ để đại diện trong 1 chu kỳ lặp 50-100 năm.

Đồng ý với trả lời của bạn AIRGAP: lấy số liệu là đại diện trong 50-100 năm với tổng thời gian thống kê 1 năm sẽ có bộ số liệu sử dụng cho tính mỏi.

Phần này mình nghiên cứu và trả lời sau nhé vì đưa ra số liệu cụ thể cần có cơ sở.

Đồng ý với trả lời của bạn Đoccocaubai
Rất cảm ơn bác.
Xin mời AE tiếp tục để vấn đề được tường minh hơn.

 

Em mạn phép đửa ra ý kiến cá nhân về câu 16 này :
Ta xem xét mối quan hệ giữa tần số sóng-tần số dao động riêng- số gia ứng suất- số chu trình gây mỏi.
1. Dựa vào đường cong mỏi S-N về mối quan hệ giữa số gia ứng suất và số chu trình gây mỏi ta có thể thấy với số gia ứng suất càng lớn thì số chu trình gây mỏi ứng với số gia ứng suất đó sẽ càng nhỏ đi.
2. Xem xét giữa mối quan hệ giữa số gia ứng suất và tần số giao động riêng của kết cấu: những con sóng có chu kỳ gần với chu kỳ dao động riêng của kết cấu sẽ làm tăng số gia ứng suất (trong bài toán tính mỏi nó thể hiện ở DAF-xây dựng hàm truyền động) dẫn tới số chu trình ứng suất gây mỏi tương ứng sẽ giảm đi (nói cách khác là tổn thương mỏi do những con sóng đó gây ra sẽ tăng lên so với khi ta ko xem xét tới DAF).
Mọi người góp ý tiếp!
Cheer!

 

Về mối quan hệ giữa số gia ứng suất và tần số dao động riêng thì mình có ý kiến thế này:

• Gọi T: chu kỳ dao động của sóng
• Tn: chu kỳ dao động riêng của kết cấu
• Ω = Tn/T
• ζ: Damping ratio ≤ 0.07.
• Công thức tính hệ số động như sau: DAF =1/SQRT(((1- Ω)[SUP]2[/SUP] + (2ζ Ω)[SUP]2[/SUP]))

Ý nghĩa của DAF trong tính mỏi đó là: DAF càng lớn thì số gia ứng suất càng lớn -> kết cấu nhanh bị phá hủy mỏi

• Xét hàm số y = ((1- Ω)[SUP]2[/SUP] + (2ζ Ω)[SUP]2[/SUP]), đặt x = Ω = Tn/T
• Dễ thấy hàm số y đạt cực tiểu tại x = 1/ (2ζ + 1) hay T ≈Tn (vì ζ khá nhỏ)

Kết Luận: Sóng là tải trọng động, đặc trưng cho tính chất động của sóng là hệ số DAF, sóng để xét tính mỏi chỉ nằm trong 1 dải chiều cao (3-10m) hoặc tần số nhất định. Trong các con sóng để xét tính mỏi thì các con sóng có chu kỳ gần với chu kỳ dao động riêng của kết cấu gây ra DAF lớn nhất, qua đó mức độ gây tổn thương mỏi lớn hơn so với các con sóng khác. Mời các a e cho ý kiến tiếp.

 

Đúng vậy, xem lại công thức tính Tổn thương tích lũy mỏi để tránh hiểu sai

 

Bác BigCarb có học "Lục mạch thần kiếm của Đoàn Dự " ko mà càng uống nói càng tỉnh rứa>-), Đúng là phần kết luận của bác Incredible12013 hơi nhầm nhọt sang trồng trọt mất rồi. Theo quan điểm tổn thương tích lũy D=sum(ni/Ni), cái kết luận "Trong các con sóng để xét tính mỏi thì các con sóng có chu kỳ gần với chu kỳ dao động riêng của kết cấu gây ra DAF lớn nhất, qua đó mức độ gây tổn thương mỏi lớn hơn so với các con sóng khác." là kết luận nhầm nhọt.

 

Là sao nhỉ, vẫn chưa thực sự hiểu ý của Bigcrab và Quan52cb2?
Công thức tổn thương mỏi tích lũy, bạn Quan52cb2 viết thì không sai, nhưng viết thế AE không thấy hết sự ảnh hưởng động của sóng tới giá trị tổn thương.
Công thức có thể được viết lại là:

​

Trong đó:
Hsi: Chiều cao sóng có nghĩa ở trạng thái biển thứ i
Tzi: Chu kỳ trung bình cắt không của sóng ở trạng thái biển thứ i
Di: Sự tích lũy mỏi ở trạng thái biển thứ i, được xác định định lượng như sau:
Pi: Xác suất xuất hiện của trạng thái biển thứ i
m: Nghịch đảo log-log độ nghiêng mái của đường cong mỏi S-N
--------------
Cái kết luận: sóng lớn gây tổn thương lớn sai ở đâu nhỉ?

 

Xem lại công thức tính tổn thương mỏi một lần nữa và tự trả lời câu hỏi: Sóng lớn mà thỉnh thoảng mới xuất hiện thì có gây tổn thương mỏi bằng sóng vừa vừa (có tần số gần với tần số dao động riêng kết cấu) xuất hiện liên tục không? sẽ sáng tỏ vấn đề.

 

Bác thật là hài ước và vui tính,
Tự dưng cho thêm hai chữ :thỉnh thoảng vào làm em lạc hết cả lối.
-----------
Ok, nhất chí với bác thôi. Vấn đề ở đây là xác suất xuất hiện (P).
Mỏi là hiện tượng kết cấu bị phá hủy không phải do các tác nhân tức thì mà chủ yếu là do các tác nhân có tính chất lặp nhiều lần tao ra các số chu trình đủ lớn để gây phá hủy.