基于串聯(lián)系統(tǒng)的躉船錨鏈時變可靠度分析.pdf

1、港工結構中，錨鏈在設計使用期受到腐蝕影響導致錨鏈抗力下降，造成安全隱患?，F(xiàn)有錨鏈腐蝕的研究工作中，通常考慮錨鏈整體腐蝕速率相同，但在錨鏈的使用過程中，處于不同環(huán)境下錨鏈各段腐蝕速率不同，使用單一腐蝕速率描述錨鏈腐蝕過程并不能完全反映錨鏈在受腐蝕作用下其結構性能受到的影響。文章針對該問題，根據(jù)錨鏈所處工程環(huán)境不同結構腐蝕速率不同的情況，對錨鏈進行分段，將不同腐蝕速率段看作單獨構件，建立了錨鏈串聯(lián)系統(tǒng)可靠度模型，對錨鏈在腐蝕作用下的時變可靠

2、行進行了研究。同時，考慮在系錨力變化時錨鏈自身發(fā)生疲勞破壞的情況，計算了錨鏈在不同隨機過程下的疲勞壽命，并基于計算結果研究分析了錨鏈的疲勞可靠性。論文主要研究工作及結論如下:
　　(1)針對錨鏈在使用過程中所處工程位置不同導致腐蝕速率不同的問題，結合已有冪函數(shù)結構腐蝕模型，考慮不同位置處錨鏈腐蝕速率不同的情況，將錨鏈看作由大氣區(qū)、飛濺區(qū)和全浸區(qū)三部分構件組成的串聯(lián)系統(tǒng)，確定了各構件相應的冪函數(shù)腐蝕速率模型與抗力退化模型，并構建了適

3、用于描述錨鏈腐蝕特征的串聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算模型。
　　(2)基于錨鏈串聯(lián)系統(tǒng)可靠度計算模型，進一步針對重慶某碼頭躉船錨鏈在設計使用期內(nèi)自身抗力受腐蝕影響逐年下降的情況進行時變可靠度計算。計算結果表明，對于錨鏈構件，考慮錨鏈年腐蝕速率恒定時，隨使用時間增加，錨鏈可靠指標呈線性趨勢遞減，可靠度呈指數(shù)遞減趨勢。對比錨鏈構件可靠度與串聯(lián)系統(tǒng)可靠度可看出，錨鏈系統(tǒng)可靠度低于構件可靠度，且下降趨勢相比構件可靠度較快。該結果表明在錨鏈使用過程中，

4、應避免錨鏈構件過多以保證錨鏈的安全使用性能。
　　(3)考慮躉船錨鏈受到系錨力變化導致疲勞破壞，基于Miner線性累積損傷理論以及雨流計數(shù)法，計算得出躉船錨鏈在設計疲勞壽命使用期內(nèi)受到不同隨機過程作用時的累積疲勞損傷度以及疲勞壽命。同時，結合錨鏈疲勞計算過程中產(chǎn)生的不確定因素分析，對各錨鏈在最不利隨機過程作用下的結構疲勞可靠性進行分析。結果表明，錨鏈所受拉應力大小是影響錨鏈疲勞累積損傷度的重要影響因素。拉應力越大，錨鏈所受累積疲勞