UTMATTING OG SAMMENBRUDD AV MARINE KONSTRUKSJONER FATIGUE AND COLLAPSE OF MARINE STRUCTURES (English translation)

Like dokumenter
HØGSKOLEN I NARVIK - SIVILINGENIØRUTDANNINGEN

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMENSOPPGAVE I SØK 1002 INNFØRING I MIKROØKONOMISK ANALYSE

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMENSOPPGAVE I BI2034 Samfunnsøkologi EXAMINATION IN: BI Community ecology

Høgskolen i Narvik- Sivilingeniørutdanningen. I FAGET STE 6235 Materialvalg i Produktutforming

Oppgave 1a Definer følgende begreper: Nøkkel, supernøkkel og funksjonell avhengighet.

Oppgave. føden)? i tråd med

Oppgavesett kap. 6 (3 av..) GEF2200

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

Eksamen i TFY4230 STATISTISK FYSIKK Onsdag 21. desember, :00 19:00

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TDT4195 BILDETEKNIKK ONSDAG 13. AUGUST 2008 KL

EKSAMENSOPPGAVE I FAG TKP 4105

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

TDT4117 Information Retrieval - Autumn 2014

Siste seminar: Foreslåtte oppgaver basert på ønsker.

Exam in Quantum Mechanics (phys201), 2010, Allowed: Calculator, standard formula book and up to 5 pages of own handwritten notes.

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 5 INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Du må håndtere disse hendelsene ved å implementere funksjonene init(), changeh(), changev() og escape(), som beskrevet nedenfor.

EXAM TTM4128 SERVICE AND RESOURCE MANAGEMENT EKSAM I TTM4128 TJENESTE- OG RESSURSADMINISTRASJON

Speed Racer Theme. Theme Music: Cartoon: Charles Schultz / Jef Mallett Peanuts / Frazz. September 9, 2011 Physics 131 Prof. E. F.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Slope-Intercept Formula

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Eksamen ENG1002/1003 Engelsk fellesfag Elevar og privatistar/elever og privatister. Nynorsk/Bokmål

The building blocks of a biogas strategy

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

EKSAMENSOPPGAVE I BI2014 MOLEKYLÆRBIOLOGI

Generalization of age-structured models in theory and practice

Examination paper for (BI 2015) (Molekylærbiologi, laboratoriekurs)

Eksamen PSY1010 / PSYC1100 Forskningsmetode I

Neural Network. Sensors Sorter

KROPPEN LEDER STRØM. Sett en finger på hvert av kontaktpunktene på modellen. Da får du et lydsignal.

GYRO MED SYKKELHJUL. Forsøk å tippe og vri på hjulet. Hva kjenner du? Hvorfor oppfører hjulet seg slik, og hva er egentlig en gyro?

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet BIOKJEMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Fbc is a resultant of elementary force distributed over the entire area A of the cross section and the average intensity of these distributed forces

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

TMA4240 Statistikk Høst 2013

UTMATTINGSPÅKJENTE SVEISTE KONSTRUKSJONER

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

0:7 0:2 0:1 0:3 0:5 0:2 0:1 0:4 0:5 P = 0:56 0:28 0:16 0:38 0:39 0:23

UNIVERSITETET I OSLO

SFI-Norman presents Lean Product Development (LPD) adapted to Norwegian companies in a model consisting of six main components.

REMOVE CONTENTS FROM BOX. VERIFY ALL PARTS ARE PRESENT READ INSTRUCTIONS CAREFULLY BEFORE STARTING INSTALLATION

TFY4170 Fysikk 2 Justin Wells

Exercise 1: Phase Splitter DC Operation

EKSAMENSOPPGAVE I BI3013 EKSPERIMENTELL CELLEBIOLOGI

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

STILLAS - STANDARD FORSLAG FRA SEF TIL NY STILLAS - STANDARD

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Dynamic Programming Longest Common Subsequence. Class 27

TMA4240 Statistikk 2014

LISTE OVER TILLATTE HJELPEMIDLER EKSAMEN I NOVEMBER OG DESEMBER 2014

Faglige kontaktperson under eksamen: Torbjørn Ekrem, ,

Eksamensoppgave i GEOG1004 Geografi i praksis Tall, kart og bilder

Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITY OF OSLO. Make sure that your copy of this examination paperis complete before answering.

Physical origin of the Gouy phase shift by Simin Feng, Herbert G. Winful Opt. Lett. 26, (2001)

EKSAMEN I: (MSK205 Materialmekanikk) DATO: OPPGAVESETTET BESTÅR AV 3 OPPGAVER PÅ 3 SIDER + 2 SIDER VEDLEGG

EKSAMEN I FAG TMA4275 LEVETIDSANALYSE

Tunge kjøretøyers effekt på vegens levetid

Hvor mye praktisk kunnskap har du tilegnet deg på dette emnet? (1 = ingen, 5 = mye)

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

GEF2200 Atmosfærefysikk 2017

THE EXAM CONSISTS OF 4 QUESTIONS AND 12 PAGES (including the front page) Norwegian translation of each question is attached

THE EXAM CONSISTS OF 4 QUESTIONS AND 10 PAGES (including the front page) Norwegian translation of each question is attached

Eksamen ENG1002 Engelsk fellesfag ENG1003 Engelsk fellesfag. Nynorsk/Bokmål

Eksamensoppgave i BI 1003 Evolusjonsbiologi, økologi og etologi

STOREFRONTS. Typical Details SCREW RACE JOINERY. Center Glazed Series B1. Interior Glazing (Shown with FF400 subsill) April 1998

buildingsmart Norge seminar Gardermoen 2. september 2010 IFD sett i sammenheng med BIM og varedata

Eksamen i FY3466 KVANTEFELTTEORI II Tirsdag 20. mai :00 13:00

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Transkript:

NORGES TEKNISK NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET FAKULTET FOR MARIN TEKNIKK INSTITUTT FOR MARINE KONSTRUKSJONER Faglig kontakt under eksamen: Navn: Stig Berge Telefon: 95545 Navn: Jørgen Amdahl Telefon: 95544 EKSAMEN I FAG SIN 1045 UTMATTING OG SAMMENBRUDD AV MARINE KONSTRUKSJONER FATIGUE AND COLLAPSE OF MARINE STRUCTURES (English translation) Dato: Mandag 7. mai 01 Tid: 0900-1300 Tillatte hjelpemidler: B2 - Typegodkjent kalkulator, med tomt minne, i henhold til liste utarbeidet av NTNU er tillatt. Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler er tillatt Sensurfrist: 30. mai 01. DETTE OPPGAVESETTET BESTÅR AV: OPPGAVER: APPENDIKS: 7 SIDER 4 SIDER

Side 2 av 8

Side 3 av 8 PROBLEM 1 (weight 2.2) TOPIC: PLASTIC ANALYSIS P 3 P 1 P3 P 2 M p1 P 2 M p2 M p2 Figure 1 a) Figure 1 shows a portal frame subjected to horizontal and vertical loads. The plastic moment capacity of the girder is M p1 and the columns M p2. Sketch the potential collapse mechanisms and compute corresponding collapse loads. Indicate specifically where the yield hinges will occur when M p2 = 1.2 M p1. Which mechanism is critical when P 2: P 2 = 0.3P 1 and P 2 = P 1? b) Check whether the critical mechanism for P 2 = 0.3P 1 yields the true collapse load. 400 400 15 Figure 2 0

Side 4 av 8 c) The horizontal girder has a cross-section as shown in Figure 2 (measures in mm). Is the frame satisfactory designed against plastic (P 2 = 0.3P 1 ) if P 1 = 0.8 MN, = 5 m and the yield stress for all components is 400 MPa? 500 400 15 Figure 3 500 d) Assume that the following interaction function applies for the columns: M 0.9 M p2 + N N p = 1, M M p2 1 Explain what is meant by an interaction function. If interaction is taken into account, is the frame satisfactorily designed against plastic collapse? The columns have a crosssection as shown in Figure 3. Use M p2 = 1.2 M p1 and P 3 = 2.6 MN.

Side 5 av 8 PROBLEM 2 (weight 1.8) TOPIC: BUCKLING OF PLATES. a) Describe the various buckling modes for a longitudinally stiffened ship subjected to extreme loads in hog. What are the most important parameters that influence the buckling strength? b) Under which conditions are we no so very concerned of local buckling of the plate? Describe briefly how the plate behaves when it is loaded beyond the buckling strength. What is the most common assumption with respect to the behaviour of the unloaded edges? Sketch the stress distribution along the loaded and the unloaded edge and define a very important concept that is used to define the ultimate capacity of the plate. For plate subjected to bi-axial compression: why is the capacity of quadratic plates considerably more reduced, relatively speaking, compared to long plates? c) Describe briefly the model that is used in DnV Classification Note 30.1, to calculate the capacity of stiffened plats under uniaxial compression and hydrostatic pressure normal to the plate plane. No equations are required (but are allowed), but the descriptions should contain the following elements: Effective width Equivalent imperfection Amplification factor Definition of the various failure modes for the stiffener/plate How lateral pressure is taken into account Why is the equivalent imperfection larger for one of the failure modes?

Side 6 av 8 OPPGAVE 3 (vekt 1) TEMA: UTMATTINGSDIMENSJONERING M 40 100 400 30 Figur 3.1. Oppsveist bjelke med stiver, utmattingsbelastet i bøyning. En oppsveist bjelke med stiver er utmattingsbelastet i bøyning. Bjelken står i sjøvann og er katodisk beskyttet. Belastningen over 1 år kan representeres med et kumulativt lastspektrum som vist i Figure 3.2. Dimensjoneringsprosedyre er vist i Vedlegg 1. Relevante ligninger er listet på neste side. 300 S (MPa) 150 6.7 (5 10 6 ) log n Figur 3.2. Kumulativt lastspektrum for ett år. Oppgave 3a Se bort fra utmattingsgrensen og beregn design levetid (år). Oppgave 3b Hvis det kan antas at spenningsviddeer under S = MPa ikke bidrar til skadesum (utmattingsgrense), hva blir da levetiden (år)?

Side 7 av 8 Ligninger: S S 1 / [ Γ( 1 + m h) ] m o = / eq 1 / h (ln no ) Γ ( m + 1) = m! (m er heltallig) S eq Σn ( S ) i i = Σni m 1 / m Oppgave 3c Beskriv (kort) metoder for å forbedre utmattingsstyrken for sveiste forbindelser. Hva sier gjeldende design-regler om bruk av disse? OPPGAVE 4 (vekt 1) TEMA: SPREKKVEKSTBEREGNING S Belastning (strekk): S = 80 MPa Sprekkgeometri: a = 1 mm 2c = 10 mm Platetykkelse t = 10 mm Figur 4.1 Utmattingsbelastet plate.

Side 8 av 8 En strekkbelastet plate er utsatt for konstant amplityde utmattingsbelastning. En utmattingssprekk er funnet, med dimensjoner som vist. Sprekkvekstdata for materialet og tilnærmet formel for spenningsintensitet for semi-elliptisk overflatesprekk er gitt nedenfor. Oppgitt: da/dn = C( K) m C = 7 10-12 (enheter: MPa, m) m = 3 S πa 2t πa K tg 1.1 πa 2t Oppgave 4a Beregn gjenværende levetid (sykler) før sprekken har vokst gjennom konstruksjonsdelen. Regn at formfaktoren for spenningsintensiteten er konstant for hele sprekkvekstforløpet og begrunn den verdien du bruker for denne konstanten. Oppgave 4b Beregn SN-kurver for konstruksjonsdelen, for følgende størrelser på initiell sprekk: a i = 1 mm a i = 2 mm a i = 5 mm Oppgave 4c Tegn skjematisk en kurve som viser utmattings sprekkvekstrate for et stål i luft. Forklar og vis hvordan de følgende effekter relatert til sjøvann og katodisk vern påvirker denne kurven: Anodisk oppløsning av jern Reduksjon av hydrogen-ioner Kalk-avsetninger Forklar hvordan disse effektene er tatt i betraktning i utmattingsdimensjonering av offshore konstruksjoner.