Estimering av utmattingslevetid med "forenklet metode med maksimal tillatt spenningsvidde" og med "Weibullfordeling for SN kurver med to helninger"

Abstract

Skips- og offshorekonstruksjoner er utsatt for mange varierende amplitudebelastninger. Det er derfor viktig med gode analyser av alle utmattingspåkjente forbindelser, for å forsikre seg om at ønsket designlevetid er oppnådd. Det finnes flere metoder for å beregne utmattingslevetiden til slike konstruksjoner. I denne masteroppgaven anvendes (1) forenklet metode med én helning og (2) Weibullfordelingen når S-N kurver har to helninger for å beregne utmattingslevetiden. Videre sammenlignes resultatene av de to metodene med Miner-Palmgrens delskadehypotese. Oppgaven tar for seg fem caser for forskjellige utmattingspåkjente stålforbindelser, hvor resultatene fra forenklet metode med én helning og Weibullfordelingen med S-N kurver med to helninger er kontrollert opp mot Miner-Palmgrens delskadehypotese med 100 blokker i Excel regneark. Beregningene viser at de to metodene gir tilnærmet like resultater. Det kan derfor være fornuftig å anvende de to metodene samtidig, siden det gir en ekstra sikkerhetsmargin at resultatene kan sjekkes opp mot hverandre. Metodene er enkle å bruke, men er veldig konservative i forhold til andre beregningsmetoder. De egner seg derfor best til en screeningsprosess for å sjekke hvilke komponenter som trenger ytterligere analyser.

Ship and offshore structures are exposed to many varying amplitude loads. Therefore, it is important to perform thorough analyses of all fatigue parts to ensure that the desired design life is approved. There are several methods to calculate the fatigue life. In this Master’s thesis the simplified method of one slope and the Weibull distribution when the S-N curves have two slopes have been investigated and subsequently compared to the Miner-Palmgren hypothesis. The thesis investigates five cases for different fatigue steel joints, where the results from the simplified method with one slope and the Weibull distribution for S-N curves with two slopes is controlled against the Miner-Palmgren hypothesis with 100 blocks in Excel spreadsheets. The calculations show that the two methods yield approximately equal results. It may therefore be sensible to apply the two methods at the same time as it provides an additional margin of safety that results can be checked against each other. Both the investigated methods are easy to implement and apply. However, they are very conservative compared to other calculation methods, so they are best suited for a screening process to check which components require further analysis.