Effect of Brace-Chord Stiffness to Fatigue Integrity


Effect of Brace-Chord Stiffness to Fatigue Integrity

K.Kurojjanawong

17-Aug-2013

เนื่องจากมีคนถามอีก เรื่องผลของ brace-chord stiffness ต่อ fatigue damage ของ tubular joint เลยเอามาให้ดูอีก

จากรูปซ้ายจะเห็นว่า เมื่อ D/T chord สูงขึ้น ค่า SCF สูงขึ้นตามทุกจุด ในขณะที่รูปขวา d/t brace สูงขึ้น ค่า SCF ลดลงทุกจุดเหมือนกัน สรุปการจะลด SCF ลง ก็คือทำให้ chord อ่อนๆ แต่ brace แข็งๆ

งั้นแสดงว่า การที่จะแก้ปัญหา Fatigue Damage จาก geometry ล้วนๆ ทำได้สองอย่าง คือ

  1. ลด section stiffness ของ chord ลง คือการลดค่า D/T หรือ
  2. เพิ่ม section stiffness ของ brace ขึ้น คือการเพิ่มค่า d/t

ผมว่าหลายคนที่เคยวิเคราะห์ fatigue ในงาน offshore คงเคยลอง ว่าไอ้ข้างล่างเนี่ย ทำให้ damage ลดลง

  1. เพิ่มความหนา chord (T) มันก็คือข้อ 1 ข้างบนนั่นเอง
  2. ลด diameter chord (D) มันก็คือข้อ 1 ข้างบนนั่นเอง
  3. ลดความหนา brace (t) มันก็คือข้อ 2 ข้างบนนั่นเอง
  4. เพิ่ม diameter brace (d) มันก็คือข้อ 2 ข้างบนนั่นเอง

77944_10200451447304815_821989856_o.jpg

อย่างไรก็ดี ข้างบนคือการแก้ปัญหา Fatigue ด้วยการไปเล่นที่ค่า SCF เพียงอย่างเดียว แต่อย่าลืมว่าการเปลี่ยน Section properties มันไม่ได้เปลี่ยนแต่ค่า SCF แต่มันยังเปลี่ยนค่า Nominal stress อีกด้วย

การแก้ปัญหา Fatigue ด้วยการลด Nominal stress ส่วนใหญ่มักไม่ค่อยได้ผล เพราะ effect มันน้อยกว่าค่า SCF มาก แต่อย่างไรก็ดี บางครั้งจะเห็นว่าการ ทำสวนกับข้อ 1-4 ข้างบน กลับให้ผลที่ดีขึ้น เช่นการเพิ่ม brace thickness กลับให้ damage ลดลง ทั้งที่ SCF สูงขึ้น แต่การเพิ่มความหนา brace มันทำให้ Area และ I สูงขึ้น ทำให้ Nominal stress มันลดลง ซึ่งโดยมากการแก้ปัญหา Fatigue ด้วยการลด Nominal Stress มักจะได้ผลกับ connection ที่ damage ถูก govern ด้วย Axial load นอกนั้น มักไม่ได้ผล

โดยสรุป การลด SCF ให้ผลดีที่สุด ทำยังไงก็ได้ให้ SCF มันลดลง ยกเว้นมันลดจนติด ค่า Minimum SCF แล้วค่อยคิดจะมาลดที่ Nominal ถ้าลดด้วยการเพิ่ม Area ไม่สำเร็จ แสดงว่า Member มันเล็กไป ควรจะพิจารณาที่จะเพิ่มขนาด Diameter เพื่อเพิ่มค่า I

การแก้ปัญหา Fatigue จำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานที่ดี ไม่งั้นมั่วๆ แก้ไปจะเสียเวลามาก เพราะรันกันทีเป็นวันนะครับ ถ้าไม่มีเบสิคเลย คงจะแก้วนไปวนมาอยู่ที่เดิม หาคำตอบไม่ได้สักที

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s