本文關(guān)鍵詞：基于NSGA-Ⅱ的海星浮筒殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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【摘要】：隨著海洋油氣資源開發(fā)逐步向深水和超深水發(fā)展,各種新型海洋油氣開發(fā)裝備及開發(fā)模式應(yīng)運而生。在深海工程裝備的研發(fā)方面,我國起步較晚,尚存在一系列急需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。針對我國南海環(huán)境下超深水油氣資源開發(fā)所存在的特有問題,對一種新型超深水災(zāi)害性海洋環(huán)境要素適應(yīng)性海洋油氣開發(fā)作業(yè)支撐系統(tǒng)——張力系泊式水中生產(chǎn)系統(tǒng)(Subsurface Tension Leg Production system,簡稱STLP系統(tǒng)),進行了一系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化。作為一種新型水中完井與油氣外輸系統(tǒng),STLP系統(tǒng)主要由四部分組成：張力系泊的桁架式海星浮筒(Truss Sea-star Pontoon,簡稱T-SSP) 、由T-SSP張緊并與海底井口頭相連接的剛性立管、位于T-SSP上部的完井裝置及連接完井裝置與浮式生產(chǎn)平臺的柔性跨接管。本文在T-SSP初步結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,對潛沒浮筒的部分結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化。本文的主要研究內(nèi)容包括：針對T-SSP桁架式懸臂結(jié)構(gòu)的壁厚及加強環(huán)形式的結(jié)構(gòu)設(shè)計；基于API規(guī)范,采用第二代非支配排序遺傳算法對海星浮筒殼體進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計；海星浮筒結(jié)構(gòu)強度的有限元計算分析。本文研究對T-SSP進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化,為STLP系統(tǒng)的下一步研發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。此外,本文研究對于其它水下壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化具有—定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：STLP系統(tǒng) 潛沒浮筒 NSGA-Ⅱ 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE95;U674.38
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 深海油氣開發(fā)現(xiàn)狀8
• 1.1.1 國外油氣開發(fā)現(xiàn)狀8
• 1.1.2 國內(nèi)油氣開發(fā)現(xiàn)狀8
• 1.2 深海海洋工程裝備簡介8-9
• 1.3 研究現(xiàn)狀9-11
• 2 相關(guān)規(guī)范介紹11-30
• 2.1 懸臂結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范11-15
• 2.1.1 軸向拉伸11
• 2.1.2 軸向壓縮11-12
• 2.1.3 靜水壓力12-15
• 2.2 加強環(huán)剖面慣性矩的計算15-16
• 2.3 殼體穩(wěn)定性規(guī)范16-30
• 2.3.1 縱向加強或環(huán)、縱向加強的圓柱殼體局部屈曲19-21
• 2.3.2 縱向加強或環(huán)、縱向加強的圓柱殼體板架屈曲21-24
• 2.3.3 縱向加強或環(huán)、縱向加強的圓柱殼體板架屈曲——替代算法24-25
• 2.3.4 環(huán)、縱向加強的圓柱殼體總體屈曲25
• 2.3.5 柱狀屈曲25-26
• 2.3.6 加強筋屈曲26-27
• 2.3.7 許用應(yīng)力計算27
• 2.3.8 應(yīng)力計算27-30
• 3 第二代非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)簡介30-40
• 3.1 遺傳算法的發(fā)展與特點30-31
• 3.1.1 遺傳算法的發(fā)展30-31
• 3.1.2 遺傳算法的特點31
• 3.2 非支配排序遺傳算法(NSGA)31-34
• 3.2.1 多目標(biāo)遺傳算法的歷史與發(fā)展31-32
• 3.2.2 多目標(biāo)優(yōu)化基本概念32-34
• 3.3 第二代非支配排序遺傳算法(NSGA-Ⅱ)34-40
• 3.3.1 快速非支配排序方法35-36
• 3.3.2 擁擠度及擁擠度比較算子36-38
• 3.3.3 NSGA-Ⅱ流程38-40
• 4 桁架式懸臂結(jié)構(gòu)壁厚及加強環(huán)形式計算40-53
• 4.1 懸臂壁厚結(jié)構(gòu)設(shè)計42-51
• 4.1.1 懸臂梁①的壁厚及相應(yīng)加強環(huán)個數(shù)43-47
• 4.1.2 懸臂梁②的壁厚及相應(yīng)加強環(huán)個數(shù)47-51
• 4.2 加強環(huán)的設(shè)計51-53
• 5 海星浮筒殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化53-72
• 5.1 數(shù)學(xué)模型53-54
• 5.1.1 設(shè)計變量53
• 5.1.2 目標(biāo)函數(shù)53-54
• 5.1.3 約束條件54
• 5.2 上層艙室結(jié)構(gòu)優(yōu)化54-65
• 5.3 下層艙室結(jié)構(gòu)優(yōu)化65-72
• 6 海星浮筒的有限元分析72-87
• 6.1 海星浮筒強度校核72
• 6.1.1 材料屬性定義及單元選取72
• 6.1.2 工況選取及約束定義72
• 6.1.3 安全系數(shù)選取72
• 6.2 計算與分析72-87
• 7 總結(jié)與展望87-88
• 參考文獻88-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況91-92
• 致謝92-93

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本文編號：1058896