Juan Sebastián Monsalve Giraldo
Resumo
Algumas metodologias para análise eficiente de fadiga probabilística recentemente propostas na literatura (LOW & CHEUNG, 2012) são discutidas neste trabalho em conexão com a análise de fadiga de risers metálicos. Entretanto, esses métodos podem ser empregados na análise de algumas outras estruturas marinhas. Os métodos são os seguintes: Método da perturbação, Método da aproximação assintótica e Método da redução para dimensão unidimensional. Além dos métodos mostrados acima, outro método chamado interpolação exponencial do dano é desenvolvido e considerado neste trabalho.
Para a aplicação dos métodos mencionados, o conjunto de dados meta oceânicos das ondas deve ser representado por uma distribuição conjunta de probabilidade. Todos os métodos podem ser aplicados para a análise dinâmica nos domínios do tempo e da frequência. Inicialmente os procedimentos de todos estes métodos são estudados para o caso do RSAA (Riser Suspenso e Ancorado por Amarras). A análise é realizada no domínio da frequência uma vez que o espectro de tensões ao longo desta estrutura pode ser representado mediante um modelo analítico. Posteriormente, o mesmo estudo é repetido para outros dois risers: um SLWR (Steel Lazy Wave Riser) e um SCR (Steel Catenary Riser). A precisão e a eficiência computacional de cada método são comparadas com a metodologia de integração direta usando vários pontos de integração.
Abstract
Some methodologies for efficient probabilistic fatigue analysis recently proposed in the literature (LOW & CHEUNG, 2012) are discussed in this study in connection with fatigue analysis of metallic risers. However, these methods can be employed in the analysis of any other marine structure. The methods are: Perturbation Method, Asymptotic Approximation Method and The Univariate Dimension-Reduction Method. Another method developed in this study, called The Exponential Interpolation Approach, is also considered.
The metocean wave data set must be represented by a joint probability distribution for the application of all above mentioned methods. All methods can be applied for dynamic analysis in time or frequency domain. Initially the performances of all these methods are studied for the case of RSAA (Riser Suspended and Anchored by Mooring). The analysis is performed in the frequency domain since the stress spectrum at any point along this structure can be represented by a simplified analytical model. Afterwards, the same study is repeated for other two risers: a SLWR (Steel Lazy Wave Riser) and a SCR (Steel Catenary Riser). The accuracy and computational efficiency of each method are compared with the “brute force" Direct Integration approach.
