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논문 기본 정보

자료유형
학술저널
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저널정보
한국해양공학회 한국해양공학회지 한국해양공학회지 제17권 제2호
발행연도
2003.4
수록면
34 - 39 (6page)

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Recent deepwater offshore structures in the Gulf of Mexico utilize butt welded tubular joints. Application of a welded tubular joint includes tendons, production riser, and steel catenary risers. Fatigue life assessment of these joints becomes more critical, as the structures to which they are attached are allowed to undergo cyclic and sometimes large displacements around an anchored position. Estimation of the fatigue behavior of these tubular members in the design stage is generally conducted by using S-N curves, as specified in the codes and standards. Applying the stress concentration factor of the welded structure to the S-N approach often results in a very conservative assessment, because the stress field acting on the tubular has a non-uniform distribution through the thickness. Fatigue life analysis using fracture mechanics has been applied in the design of the catenary risers. This technology enables the engineer to establish proper requirements on weld quality and inspection acceptance criteria to assure satisfactory structural integrity during its design life. It also provides guidance on proper design curves and a methodology for accounting for the effects of non-uniform stress distribution through the wall thickness. Still, there is inconsistency when designing tubular joints using a conventional S-N approach and when specifying weld flaw acceptance criteria using fracture mechanics approach. This study developed fatigue curves that are consistent with both the S-N approach and the fracture mechanics approach. Accounting for non-uniform stress distribution and threshold stress intensity factor were key parameters in relating both approaches. A series of S-N curves, generated from the fracture mechanics approach, were compared to the existing S-N curves. For flat plate butt joint, the S-N curve generated from fracture mechanics matches with the ⅡW class 100 curve when initial crack depth was 0.5 ㎜ (0.02). The new curves for tubular joint agree very well with the experimental results. The comparison also indicated the degree of conservatism built into the API X design curve.
#Fatigue Design #Tubular Joint #S-N Curve #Fracture Mechanics #Fitness for Service (FFS) #Structural Integrity #Crack Propagation Analysis #Stress Intensity Factor

목차

ABSTRACT
1. Introduction
2. S-N Curve and Fracture Mechanics Approach
3. Results and Discussions
4. Conclusions
Acknowledgements
References

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