Utmattning av offshorekonstruksjon med dynamisk vindlast

Abstract

I denne studien undersøkes utmattingslevetid av utvalgte detaljer på et offshoreantennetårn på grunn av vindlast. Det brukes to ulike metoder for å beregne delskade og tilhørende levetid.

Den ene metoden er en forenklet metode basert på en gjennomsnittlig vindhastighet som utgangspunkt for Weibullfordeling. SCF for detaljer beregnes, disse brukes til å konvertere nominelle spenninger til hot spotspenninger.Spenningsvidde for hver hot spot i detalj beregnes for hver vindretning. Totalt antall sykler beregnes ved hjelp av oppkryssningsfrekvens, hvor egenfrekvens er en viktig parameter. SN-kurve brukes tilå beregne delskade. Utmattingslevetid beregnes ved hjelp av designfaktor.

Den andre metoden er en modalanalyse hvor programvarepakken Sesam benyttes. Modellering av antennetårnet utføres i GeniE. Wajac benyttes til påsette vindlaster ut i fra vinddata og vindprofil. Det kjøres statisk analyse og dynamisk analyse i Sestra. Framework utfører selve vindutmattingsanalysen, hvor det benyttes vindspekter og typisk offshorevinddata. Analysen returner delskade for hver stav i hele antennetårnet og det beregnes levetid av staver.

Det finnes store avvik i laveste levetid, også hvor de mest utsatte områdene på konstruksjonen er. I den forenklede analysen så bygger en i stor grad på antakelser på hva vi vil kunne forvente fra en statisk analyse, mens i den mer avanserte modalanalysen så fås resultater med lastvirkninger og spenninger som står i forhold til den fremtredende svingeformen, i tillegg vises det at en mer detaljert modellering av vindlaster i form av aktuelle vindspektrum i dette tilfellet gir gunstigere resultater.