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作者：苏一鸣;曹诗卉;汪雪良;丁洪涛;王昌梓;何文涛;
单位：中国海洋大学工程学院;中国船舶科学研究中心;山东科技大学;
摘要：浮式风机长期遭受海洋环境荷载影响，极易使系泊缆产生疲劳损伤，甚至断裂。基于S-N/T-N曲线法的疲劳强度评估存在无法考虑结构初始缺陷和计算离散性大等诸多不足；断裂力学方法可对含初始缺陷的结构进行剩余疲劳寿命评估。然而，大型结构的断裂力学法分析过程复杂、计算效率低，目前单一的通用软件难以实现从时域载荷分析到疲劳寿命的精准预报。本文构建疲劳裂纹扩展的PYTHON程序框架，基于断裂力学法联合SESAM、ABAQUS以及Franc 3D软件，开发系泊缆疲劳裂纹扩展程序，实现多海况下系泊缆疲劳裂纹扩展过程模拟。其次，基于系泊缆疲劳裂纹扩展程序以OC4半潜浮式风机1号系泊缆为例，进行锚链疲劳寿命的计算。最后，基于1号系泊缆的疲劳寿命计算结果，系统地探究裂纹初始位置、裂纹初始形貌等因素对裂纹扩展行为及疲劳寿命的影响规律。结果表明，系泊缆链环中冠段区域的裂纹扩展速率最快，疲劳寿命最短，分别约为弯曲段和直线段的74%和36%。初始裂纹的形貌对系泊缆疲劳寿命有着显著影响，初始裂纹尺寸越大，系泊缆疲劳寿命越短；初始裂纹长深比越小，系泊缆疲劳寿命越短。本研究工作可为浮式风机系泊缆的设计分析提供技术支撑。
关键词：系泊缆;;断裂力学法;;疲劳裂纹扩展;;疲劳寿命预测
基金资助：国家自然科学基金资助项目（52071308）
