如何进行塔式立管疲劳分析？

同TTR、SCR和柔性立管疲劳分析相同，塔式立管的疲劳也主要由波致疲劳、涡激振动疲劳、安装疲劳三部分组成，疲劳计算公式见式（3-1）。对于塔式立管而言，由于采用浮拖法进行刚性立管安装，在浮拖过程中受波流作用较大，比其他立管如TTR、SCR等安装疲劳大。

1）波致疲劳分析方法

波致疲劳分析的目的在于确定在位服役期间一阶（波致高频）和二阶（FPSO低频）运动对塔式立管和相关组件疲劳寿命的影响，同时为以下组件的设计提供疲劳荷载和运动响应输入：

①跨接软管。

②浮力筒和立管的连接系统。

③连接器。

一阶和二阶FPSO运动所引起的塔式立管系统的疲劳，采用时域方法进行分析。分析中将应用FPSO疲劳所对应的海况，包括Hs、Tp、波向、JONSWAP谱峰值参数、流表面速度及方向、发生概率等。(www.xing528.com)

FPSO六个自由度的运动以幅值响应算子的形式给出。由于由波浪所引起的塔式立管疲劳并不是立管破坏的显著贡献部分，故采用保守分析，并且假设所有的海况发生在塔式立管主平面的同一方向。累积频率考虑八个角度的疲劳海况，以此增加可靠性，分析系统的波致疲劳。

每一疲劳工况至少进行1 h的模拟分析，同时通过敏感性分析对比3 h和1 h的分析结果。

通过雨流计数法计算塔式立管圆周截面的八个等分位置的疲劳破坏。这些位置上的金属和焊缝的疲劳破坏利用S-N曲线和应力集中系数进行计算。在计算疲劳破坏时，需将一半的腐蚀裕量考虑在内。

2）涡激振动疲劳分析方法

塔式立管的涡激振动疲劳分析使用非线性时域分析软件Flexcom或OrcaFlex和Shear7。利用Flexcom或OrcaFlex软件来获取立管的名义形状及沿立管的张力分布情况。建立模型时须包含跨接软管和其他组件，以评估其对塔式立管总体响应的影响。