Dòng chảy ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi kết cấu?

Em đang làm đồ án về phân tích mỏi kết cấu, em đăng băn khoăn là dòng chảy có ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi của kết cấu không? em đã hỏi một số anh kỹ sư có anh bảo có, có anh bảo không.

Nhờ các anh chi tư vấn hộ cho em:
1. Dòng chảy có ảnh hưởng đến tuổi thọ mỏi kết cấu không? mức độ ảnh hưởng như thế nào?
2. Nếu có thì tài liệu, tiêu chuẩn nào đề cập đến việc tính toán phân tích?
3. Trong tính toán thực hành khi nào cần tính, ki nào không cần?.

Anh chị nào có kinh nghiệm hướng dẫn em xử lý vấn đề này với.
Cảm ơn nhiều.

 

Em vẫn chưa rõ cụ thể việc tính toán được thực hiện như thế nào? các anh có tài liệu nào hướng dẫn chi tiết tính toán không ạ, ví dụ với chân đế giàn khoan cố định.

 

Hi Autumn,
Khi tính toán, nếu xét đến dòng chảy thì bạn cộng vận tốc thành phần của dòng chảy với vận tốc thành phần của sóng rồi dùng vận tốc thu được để tính lực
Bạn tham khảo trang 57, 58, 59 của tài liệu Tuổi thọ mỏi của kết cấu thép ngoài biển - Phan Văn Khôi
Bản chất của hiện tượng mỏi là do sự biến thiên ứng suất gây ra, cho nên với chân đế thì thường chỉ xét đến ảnh hưởng của sóng (dòng chảy gây ra lực nhưng sự biến thiên về độ lớn có lẽ là rất nhỏ)

 

Em xin bổ sung thêm là khi tính toán tổ hợp lực sóng và dòng chảy thì chú ý là sóng và dòng chảy không phải là lúc nào cũng cùng hướng, thường thì nó lệch với nhau một góc.

 

Bổ sung thêm cho AE một vài thông tin về ảnh hưởng động của tải trọng do dòng chảy và sóng tác dụng lên jacket platform.
Tải dòng chảy
Tác động của dòng chảy lên công trình được biểu diễn bởi yếu tố vận tốc. Vận tốc dòng chảy trong tính toán thực tế được xem là một đại lượng không thay đổi theo theo thời gian. Do vậy khi có tác động của dòng chảy không kể sóng thì tải trọng dòng chảy gây ra được coi như tải trọng tĩnh. Khi tính đồng thời tác động song-dòng chảy, thì ảnh hưởng của dòng chảy được bổ xung vào thành phần vận tốc của tải trọng sóng. Vì thành phần tải trọng do vận tốc gây ra có chứa bình phương vận tốc nên sự tham gia của dòng chảy có ảnh hưởng bổ xung đáng kể cho tải trọng sóng, đặc biệt là trường hợp biển nước sâu.
Tải trọng Sóng
Tác động của sóng lên công trình mang bản chất động và là trội tuyệt đối trong tổng tải trọng tác dụng lên kết cấu chân đế công trình biển cố định kiểu jacket. Đây là loai kết cấu có các phần tử mảnh dạng thanh, chịu các tải trọng sóng mà trường chuyển động của nó chỉ phụ thuộc vào các thông số sóng tới. Hay nói các khác các phần tử của kết cấu hông làm thay đổi đáng kể tới sự chuyển động của sóng. Ngoài ra, việc mô tả chuyển động của sóng có thể thực hiện theo mô hình tiền định ( dựa vào các lý thuyết sóng) hoặc mô hình ngẫu nhiên ( dựa vào các dạng phổ sóng).

 

Tác động của dòng chảy ảnh hưởng rõ rệt nhất đối với các phẩn tử kết cấu có độ mảnh khá lớn. Ví dụ trong thiết kế, tính toán mỏi cho ống đứng (riser), tính VIV, đường ống dẫn dầu, khí (pipeline),... bạn có thể tham khảo thêm trong tiêu chuẩn DNV.