Nghiên cứu xây dựng công thức dự đoán độ bền tới hạn kết cấu chân đế giàn khoan ngoài khơi kiểu bán chìm khi bị đâm va bởi các tàu dịch vụ

  • Đỗ Quang Thắng

    Khoa Kỹ thuật Giao thông, Đại học Nha Trang, Số 02 Nguyễn Đình Chiểu, Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam
  • Nguyễn Văn Quân

    Khoa Kỹ thuật Giao thông, Đại học Nha Trang, Số 02 Nguyễn Đình Chiểu, Nha Trang, Khánh Hòa, Việt Nam
Email: thangdq@ntu.edu.vn
Từ khóa: Độ bền tới hạn, độ bền còn lại, chân giàn khoan bán chìm, kết cấu cylinder có nẹp gia cường dọc, công thức độ bền.

Tóm tắt

Nghiên cứu này trình bày kết quả mô phỏng số và xây dựng hệ thống các công thức dự đoán độ bền tới hạn của chân giàn khoan ngoài khơi kiểu bán chìm khi bị tai nạn đâm va bởi các tàu dịch vụ. Các mô phỏng số được thực bởi phần mềm thương mại ABAQUS. Các mô phỏng khảo sát sự ảnh hưởng của các tham số cơ bản đến độ bền sau va chạm của kết cấu chân giàn khoan bán chìm với kích thước thực tế được thực hiện. Các tham số được khảo sát bao gồm: ảnh hưởng của tốc độ đâm va, ảnh hưởng của vị trí va chạm và ảnh hưởng của hình dạng mũi tàu dịch vụ khi va chạm. Sau khi khảo sát sự ảnh hưởng của các tham số đến độ bền của chân giàn khoan, hàng loạt các kịch bản khác nhau về tai nạn đâm va giữa tàu dịch vụ và chân giàn khoan thực tế được thực hiện. Tiếp theo, hệ thống công thức dự đoán độ bền tới hạn sau va chạm của các kết cấu chân giàn khoan bán chìm được đề xuất dựa trên các kết quả mô phỏng số và thuật toán hồi quy. Độ chính xác và tin cậy của các công thức đã đề xuất được đánh giá khi so sánh với kết quả mô phỏng và thí nghiệm đã công bố.

Tài liệu tham khảo

[1]. IOPCF, International Oil Pollution Compensation Funds, Annual report, UK, 2010.
[2]. A. C. Walker, M. Kwok, Process of damage in thin-walled cylindrical shells, In: Smith, Clarke, editors, Advances in Marine Structures, London, UK: Elsevier Applied Science Publishers; 1986, pp. 111-36.
[3]. Q.T. Do et al., Predicting the collision damage of steel ring-stiff ened cylinders and their residual strength under hydrostatic pressure, Ocean Engineering, 169 (2018) 326-43. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2018.09.041
[4]. Q. T. Do et al., Dynamic lateral mass impact on steel stringer stiffened cylinders, International Journal of Impact Engineering, 116 (2018) 105-126. https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2018.02.007
[5]. A. C. Walker, S. McCall, T. W. Thorpe, Strength of damaged ring and orthogonally stiffened shells-part I: Plain ring stiffened shells, Thin-Walled Structures 5 (1987) 425-453. https://doi.org/10.1016/0263-8231(87)90032-2
[6]. A. C. Walker, S. McCall, T.W. Thorpe, Strength of damaged ring and orthogonally stiffened shells-part II: T-ring and orthogonally stiffened shells, Thin-Walled Structures, 6 (1988) 19-50.
https://doi.org/10.1016/0263-8231(88)90024-9
[7]. B. C. Cerik, H. K. Shin, S.-R. Cho, On the resistance of steel ring-stiffened cylinders sub- jected to low-velocity mass impact, International Journal of Impact Engineering, 84 (2015) 108–123.
https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2015.04.011
[8]. Q.T. Do, T. Muttaqie, H.K. Shin, S.-R Cho, Ultimate strength of intact and dented steel stringer-stiffened cylinders under hydrostatic pressure, Thin-Walled Structures, 132 (2018) 442-460.
https://doi.org/10.1016/j.tws.2018.09.010
[9]. Q.T. Do et al., A new formulation for predicting the collision damage of steel stiffened cylinders subjected to dynamic lateral mass impact, Applied Sciences, 10 (2020) 3856. https://doi.org/10.3390/app10113856
[10]. S.-R. Cho, Q.T. Do, H. K. Shin HK, Residual strength of damaged ring-stiffened cylinders subjected to external hydrostatic pressure, Marine Structures, 56 (2017) 186–205. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2017.08.005
[11]. Q.T. Do, S.H. Park, S.-R. Cho, Ultimate strength formulae of intact and damaged ring-stiffened cylinders under external hydrostatic pressure, Chinese Journal Ship Research, 14 (2019) 25–34. https://doi.org/10.19693/j.issn.1673-3185. 01968
[12]. S.-R. Cho et al., Experimental study on ultimate strength of steel-welded ring-stiffened conical shell under external hydrostatic pressure, Mararine Structures, 67 (2019) 102634. https://doi.org/10.1016/j.marstruc.2019.102634
[13]. J. E. Harding, A. Onoufriou, Behaviour of ring-stiffened cylindrical members damaged by local denting, Journal of Constructional Steel Research, 33 (1995) 237–257. https://doi.org/10.1016/0143-974X(94)00005-3
[14]. B. F. Ronalds, P. J. Dowling, Collision resistance of orthogonally stiffened shell structures, Journal of Constructional Steel Research, 9 (1988)179-194. https://doi.org/10.1016/0143-974X(88)90088-0
[15]. B. F. Ronalds, P. J. Dowling, A denting mechanism for orthogonally cylinders, International Journal Mechanical Sciences, 29 (1987) 743–759. https://doi.org/10.1016/0020-7403(87)90060-9
[16]. Q. T. Do, Deriving formulations for forecasting the ultimate strength of locally dented ring-stiffened cylinders under combined axial, Sciences & Technology Development Journal, 23 (2020) 640–654. https://doi.org/10.32508/stdj.v23i3.2412
[17]. Q. T. Do et al., Residual ultimate strength formulations of locally damaged steel stiffened cylinders under combined loads, Ocean Engineering, 225 (2021) 108802. https://doi.org/10.1016/j.oceaneng.2021.108802
[18]. B. C. Cerik, Ultimate strength of locally damaged steel stiffened cylinders under axial compression, Thin-Walled Structures, 95 (2015) 138-151. http://dx.doi.org/10.1016/j.tws.2015.07.004
[19]. API, Bulletin on Stability Design of Cylindrical Shells, API Bulletin 2U, USA, 2000.
[20]. ABS, Guide for Buckling and Ultimate Strength Assessment for Offshore Structures, 2014.

Tải xuống

Chưa có dữ liệu thống kê
Nhận bài
08/02/2021
Nhận bài sửa
19/05/2021
Chấp nhận đăng
26/05/2021
Xuất bản
15/06/2021
Chuyên mục
Công trình khoa học